温度/℃ | 400 | 500 | 830 |
平衡常数K | 10 | 9 | 1 |
分析 (1)根据CO和CH3OH的燃烧热先书写热方程式,再利用盖斯定律来分析甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式;
(2)采取控制变量法分析,由图可知温度相同时,到达平衡时,压强为P1的CH4转化率高,反应为气体体积增大的反应,增大压强平衡向体积减小的方向移动;依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度结合平衡常数概念计算得到;
(3)分析图表数据可知平衡常数随温度升高减小,说明平衡逆向进行,正反应是放热反应;结合平衡三段式计算转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%;在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况是二氧化碳浓度增大,一氧化碳浓度减小,结合平衡移动原理分析;
(4)原电池的负极发生氧化反应,NO被氧化生成硝酸.
解答 解:(1)①由CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-283.0kJ•mol-1和-726.5kJ•mol-1,则
①CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1
②CH3OH(l)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l)△H=-726.5kJ•mol-1
由盖斯定律可知,②-①得反应CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l),则△H=-726.5kJ•mol-1-(-283.0kJ•mol-1)=-443.5kJ•mol-1,
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-443.5kJ•mol-1;
(2)由图可知温度相同时,到达平衡时,压强为P1的CH4转化率高,平衡向正反应方向移动,反应为气体体积增大的反应,增大压强平衡向体积减小的方向移动,即P1<P2;100℃时,将1mol CH4和2mol H2O通入容积为100L的恒容密闭容器中,达到平衡时CH4的转化率为0.5,
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)
起始量(mol/L) 1 2 0 0
变化量(mol/L) 0.5 0.5 0.5 0.15
平衡量(mol/L) 0.5 0.15 0.5 0.15
平衡常数K=$\frac{c(CO)•{c}^{3}({H}_{2})}{c(C{H}_{4})•c({H}_{2}O)}$=$\frac{0.5×0.1{5}^{3}}{0.5×0.15}$=2.25×10-2(mol/L)2;
故答案为:<;2.25×10-2;
(3)分析图表数据可知平衡常数随温度升高减小,说明平衡逆向进行,正反应是放热反应,△H<0;若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,平衡常数为9,依据化学平衡三段式列式计算,设一氧化碳消耗物质的量浓度为x,计算平衡常数得到;
CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),
起始量(mol) 0.02 0.02 0 0
变化量(mol) x x x x
平衡量(mmol)0.02-x 0.02-x x x
K=$\frac{{x}^{2}}{(0.02-x)^{2}}$=9,x=0.015mol/L,CO的转化率=$\frac{0.015}{0.02}$×100%=75%,
CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),反应是气体体积不变的放热反应,在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况是二氧化碳浓度增大,一氧化碳浓度减小,说明平衡正向进行,降低温度,或增加水蒸气的量或减少氢气的量均可以实现,
故答案为:放热;75%;降低温度;增加水蒸汽的量或减少氢气的量;
(4)将NO转化为HNO3的原电池中,负极上发生一氧化氮失电子的氧化反应,即NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+,故答案为:2H2O+NO-3e-=NO3-+4H+.
点评 本题考查了热化学方程式的书写,盖斯定律的应用,图象分析判断,电极反应式的书写等知识,属于综合知识的考查,题目难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 常温下$\frac{c(O{H}^{-})}{c({H}^{+})}$=1012的溶液中:NH4+、Al3+、NO3-、CO32- | |
B. | 滴加甲基橙试剂显红色的溶液中:Na+、Fe2+、Cl-、NO3- | |
C. | 常温下由水电离出来的c(H+)=1×10-13mol•L-1的溶液中:K+、CO32-、Cl-、NO3- | |
D. | 常温下,$\frac{{K}_{w}}{c({H}^{+})}$=0.1 mol•L-1的溶液:Na+、K+、CO32-、NO3- |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
第一份 | 第二份 | 第三份 | |
样品的质量/g | 12.60 | 18.90 | 28.00 |
二氧化硫的体积/L | 1.12 | 1.68 | 2.24 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 该装置实现了化学能转化为电能 | B. | b 极表面发生了还原反应 | ||
C. | c 溶液可以是ZnSO4 溶液 | D. | 盐桥中的Cl-移向右边烧杯 |
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