【题目】运用化学反应原理研究化学反应有重要的意义。请回答下列问题:
(1)已知在25 ℃,101 kPa下,断开1 mol H—H键要吸收436 kJ的能量,断开1 mol I—I键要吸收151 kJ的能量,断开1 mol I—H键要吸收298 kJ的能量。
①通过以上数据计算当I2和 H2反应生成2 mol H—I时会放出9kJ的能量;若将1 mol I2和1 mol H2置于密闭容器中,并在上述条件下反应,发现热量实测值(恢复到25 ℃,101 kPa)远小于上述计算值,你认为最可能的原因是_______________________。
(2)一定条件下,甲烷与水蒸气发生反应:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g),工业上可利用此反应生产合成氨原料气H2。
①一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入1.6 mol CH4和2.4 mol H2O(g)发生上述反应,CO(g)的物质的量随时间的变化如图所示。0~2 min内的平均反应速率υ(H2)=__________ mol·L-1·min-1, 平衡时CH4的转化率为_____________。[转化率=×100%]
②若要进一步提高该反应的化学反应速率,除了使用催化剂和升高温度外, 还可以采取的措施有_______________________(任写一条)。
③下列能说明上述反应达到平衡状态的是________(填代号)。
a υ逆(CH4)=3υ正(H2)
b 恒温恒容时,容器内混合气体的密度保持不变
c CH4(g)、H2O(g)的浓度保持不变
d CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物质的量之比为1:1:1:3
e 断开3 mol H-H键的同时断开2 mol O-H键
【答案】反应I2+H2 2HI是可逆反应,1 mol I2和1 mol H2不能完全转化成2 mol HI 0.9 75% 增大反应物(甲烷或水蒸气)的浓度或缩小体积增大压强等 ce
【解析】
本题考查的是可逆反应、化学反应速率、平衡标志。
(1)此小题考查的是可逆反应,可逆反应不能进行彻底,则热量实测值远小于完全反应计算的数值;
(2)①如图所示数据,根据变化量之比等于化学计量数之比,计算出氢气和甲烷的物质的量的变化量,再根据公式和转化率=×100%进行计算;
②此小题考查的是影响速率的因素。影响速率的外因主要有温度、浓度、压强、催化剂等,若想增大反应速率可以从这几点采取相应的措施;
③根据化学平衡状态的本质和特征判断。
(1)通过题中数据计算,当I2和 H2反应生成2 mol H—I时会放出9kJ的能量;若将1 mol I2和1 mol H2置于密闭容器中,并在上述条件下反应,发现热量实测值(恢复到25 ℃,101 kPa)远小于上述计算值,可能是因为反应I2+H2 2HI是可逆反应,1 mol I2和1 mol H2不能完全转化成2 mol HI。本小题答案为:反应I2+H2 2HI是可逆反应,1 mol I2和1 mol H2不能完全转化成2 mol HI。
(2)①如图所示,CO的物质的量的变化量为1.2mol-0mol=1.2mol,因为物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,氢气的物质的量的变化量是CO的3倍,氢气的物质的量的变化量为3.6mol,氢气的浓度的变化量为3.6mol÷2L=1.8mol/L,υ(H2)=1.8mol/L÷2min=0.9 mol·L-1·min-1;因为甲烷的物质的量的变化量等于CO的物质的量的变化量,甲烷的物质的量的变化量为1.2mol,则平衡时CH4的转化率为1.2mol÷1.6mol=75%。本小题答案为:0.9;75%。
②若要进一步提高该反应的化学反应速率,除了使用催化剂和升高温度外, 还可以增大反应物(甲烷或水蒸气)的浓度或缩小体积增大压强等。本小题答案为:增大反应物(甲烷或水蒸气)的浓度或缩小体积增大压强等。
③a.若用不同的物质表示化学反应速率时,应一个为正反应速率,一个为逆反应速率,且速率之比等于化学计量数之比,则3υ逆(CH4)=υ正(H2)说明反应达到平衡状态,υ逆(CH4)=3υ正(H2)反应没有达到平衡,故a不符合题意;
b.恒温恒容时,由于此反应是个气体的质量不变的反应,则气体的密度ρ=m/V一直不变,故不能作为平衡的标志,故b不符合题意;
c. CH4(g)、H2O(g)的浓度保持不变时,其它各组分的浓度也不再变化,故当各组分的浓度不变时,反应达到平衡状态,故c符合题意;
d. CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物质的量之比为1:1:1:3,等于化学计量数之比,只是一个巧合,并不能说明各组分浓度不再变化,故不能作为平衡标志,故d不符合题意;
e. 若用不同的物质表示化学反应速率时,应一个为正反应速率,一个为逆反应速率,且速率之比等于化学计量数之比, 断开 H-H键为逆反应速率,同时断开O-H键为正反应速率,且 H-H键和O-H键的个数比为3:2,说明反应达到平衡状态,故e符合题意。答案选ce。
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【题目】下列有关电解质溶液的说法正确的是
A. 向0.1mol/LCH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小
B. 将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中增大
C. 向盐酸中加入氨水至中性,溶液中
D. 向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】向KOH溶液中通入11.2 L(标准状况)氯气恰好完全反应生成三种含氯盐: 0.7molKCl、0.2molKClO和X。则X是
A. 0.1molKClO4 B. 0.1molKClO3
C. 0.2molKClO2 D. 0.1molKClO2
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列离子方程式的书写及评价均合理的是( )
选项 | 离子方程式 | 评价 |
A | 将2 mol Cl2通入含1 mol FeI2的溶液中: 2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++4Cl-+I2 | 正确;Cl2过量,可将Fe2+、I-均氧化 |
B | Ba(HCO3)2溶液与足量的NaOH溶液反应: Ba2++HCO3-+OH-===BaCO3↓+H2O | 正确;酸式盐与碱反应生成正盐和水 |
C | 过量SO2通入NaClO溶液中: SO2+H2O+ClO-===HClO+HSO3- | 正确;说明酸性:H2SO3强于HClO |
D | 1 mol/L的NaAlO2溶液和2.5 mol/L的HCl溶液等体积混合: 2AlO2-+5H+===Al3++Al(OH)3↓+H2O | 正确;第一步反应和第二步反应消耗的H+的物质的量之比为2∶3 |
A. A B. B C. C D. D
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【题目】有可逆反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),已知在温度938K时,平衡常数K=1.5,在1173K时,K=2.2。则下列说法不正确的是
A. 该反应的平衡常数表达式为K=c(CO)/c(CO2)
B. 该反应的逆反应是放热反应
C. v正(CO2)=v逆(CO)时该反应达到平衡状态
D. c(CO2):c(CO)=1:1时该反应达到平衡状态
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【题目】在①丙烯(CH3—CH=CH2)、②氯乙烯、③苯、④乙醇四种有机化合物中,分子内所有原子均在同一平面的是( )
A. ①② B. ②③
C. ③④ D. ②④
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】土壤胶粒带负电荷,因此土壤中施用含氮总量相同的下列化肥时,肥效最差的( )
A.(NH4)2SO4B.NH4HCO3C.NH4ClD.NH4NO3
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源,燃料电池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2一起构成的电池装置。它可直接将化学能转化为电能,甲烷燃料电池以KOH溶液为电解质,其总反应的化学方程式为:CH4+2O2+2OH-===CO32—+3H2O。
(1)负极上的电极反应为____________________________________。
(2)消耗标准状况下的5.6 L O2时,有________ mol电子发生转移。
(3)开始放电时,正极附近溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
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