题目
题型:不详难度:来源:
(1)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如下图所示。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)CO对合成氨的催化剂有毒害作用,常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中CO,其反应原理为:[Cu(NH3)2CH3COO] (l)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3] CH3COO·CO(l) △H<0。吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用,再生的适宜条件是 。
(填写选项编号)
A.高温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.低温、高压
(3)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H<0
某温度下,向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2,该反应进行到40 s时达到平衡,此时CO2的转化率为50%。该温度下此反应平衡常数K的值为_________。下图中的曲线表示该反应在前25 s内的反应进程中的NH3浓度变化。若反应延续至70s,保持其它条件不变情况下,请在图中用实线画出使用催化剂时该反应的进程曲线。
(4)将尿素施入土壤后,大部分是通过转化为碳酸铵或碳酸氢铵后才被作物所利用,尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下,转化为碳酸铵。已知弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)如下表:
弱电解质 | H2CO3 | NH3·H2O |
电离平衡常数 | Ka1=4.30×10-7 Ka2=5.61×10-11 | 1.77×10-5 |
①你认为该溶液呈 性(填“酸”、“中”、“碱”),原因是 。
②就该溶液中粒子之间有下列关系式,你认为其中正确的是 。
A.c (NH4+)>c (CO32-)>c (HCO3-)>c (NH3·H2O)
B.c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-)
C.c (CO32-) + c (HCO3-) +c (H2CO3)=0.1 mol·L-1
D.c (NH4+)+ c (NH3·H2O)=2 c (CO32-) + 2c (HCO3-) +2 c (H2CO3)
答案
(3)2500(2分);(说明:曲线的转折点在横坐标40之前,纵坐标必需在20的线上)(3分,画出纵坐标为20的直线给2分、画出曲线转折点在横坐标40之前给1分)
(4)① 碱 (1分);由于NH3·H2O的电离平衡常数大于HCO3-的电离平衡常数,因此CO32-水解程度大于NH4+水解程度,溶液中c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性(2分) ② A、C、D(3分)
解析
试题分析:(1)根据图像可知热化学方程式,①、CH4(g)+2O2(g)2H2O(g)+CO2(g) △H=-846.3kJ/mol,②、CO(g)+O2(g)CO2(g) △H=+282kJ/mol,③、H2(g)+O2(g)H2O(g) △H=-241.8kJ/mol,则根据盖斯定律可知①-②-③×3即得到热化学方程式CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),所以该反应的反应热△H=-846.3kJ/mol+282kJ/mol+241.8kJ/mol×3=+161.1 kJ/mol。
(2)根据方程式可知该反应是体积减小的、放热的可逆反应,所以要恢复其吸收CO的能力以供循环使用,应该使平衡向逆反应方向移动,所以再生的适宜条件是高温、低压,答案选B。
(3) 2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)
起始浓度(mol/L) 0.04 0.02 0 0
转化浓度(mol/L) 0.02 0.01 0.01 0.01
平衡浓度(mol/L)0.02 0.01 0.01 0.01
所以该温度下平衡常数K= = =2500。
由于催化剂能加快反应速率,缩短到达平衡的时间,但不能改变平衡状态,据此可以作图。
(4)①根据表中数据可知,NH3·H2O的电离平衡常数大于HCO3-的电离平衡常数,因此CO32-水解程度大于NH4+水解程度,因此溶液中c(OH-)>c(H+),所以溶液呈碱性。
②A、由于CO32-水解程度大于NH4+水解程度,溶液显碱性,则水解程度都是很小的,所以c(NH4+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(NH3·H2O),A正确;B、根据电荷守恒可知c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-),B不正确;C、根据物料守恒可知c(CO32-) + c(HCO3-) +c(H2CO3)=0.1 mol·L-1,C正确;D、碳氧根据物料守恒可知c(NH4+)+ c(NH3·H2O)=2c(CO32-) + 2c(HCO3-) +2c(H2CO3),D正确,答案选ACD。
核心考点
试题【(15分)氨是最重要的化工产品之一。(1)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如下图所】;主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1 ①
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2 ②
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3 ③
写出NO与CO催化转化成N2和CO2的热化学方程式(反应热用△H1、△H2、△H3表示): 。
(2)在容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂),分别充入同量的NOx及C3H6,在不同温度下,同时发生以下反应:
18NO(g)+2C3H6(g)9N2(g)+6CO2(g)+6H2O(g);
18NO2(g)+4C3H6(g)9N2(g)+12CO2(g)+12H2O(g);
并分别在t秒时测定其中NOX的转化率,绘得图像如下图所示:
① 从图中可以得出的结论是
结论一:相同温度下, 。
结论二: 。
② 上述NO2和C3H6反应达平衡后,可提高NO2
转化率的措施有 。(填编号)
A.加入催化剂 | B.降低温度 |
C.分离出H2O(g) | D.增大压强 |
部分反应生成碳氧血红蛋白(Hb·CO),在37℃时:CO+Hb·O2O2+Hb·CO K=220
实验表明,Hb·CO的浓度即使只有Hb·O2浓度的2%,也可造成人的智力损伤。抽烟后,测得平衡时人体肺部的空气中CO和O2的浓度分别为10-6 mol·L-1和10-2 mol·L-1。请问,抽烟会造成人的智力损伤吗?(写出计算过程)
CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)
反应过程中能量变化如图所示,
则该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)
若已知,破坏1mol化学键需要吸收的热量如下表所示:
化学键 | C—H | O—H | C=O | H—H |
吸收热量(kJ/mol) | a | b | c | d |
(2)某温度下,10L密闭容器中充入2mol CH4和3mol H2O(g),发生
CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g)+4H2 (g)反应, 反应进行到4s时CO2的浓度为0.08mol/L,再过一段时间反应达平衡,平衡时容器的压强是起始时的1.4倍。
则 ① 前4s以H2O(g)浓度变化表示的平均反应速率为多少?②4s时,混合气体中H2的体积分数为多少?③ 平衡时,CH4的浓度是多少?
(要求:写出计算过程)
用CaSO4代替O2与燃料CO反应,既可以提高燃烧效率,又能得到高纯CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,反应①为主反应,反应②和③为副反应。
①1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g) △H1=-47.3kJ/mol
②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+ CO2(g)+ SO2(g) △H2=+210.5kJ/mol
③CO(g)1/2C(s)+1/2CO2(g) △H3=-86.2kJ/mol
(1)反应2 CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+C(s)+6CO2(g)+SO2(g)的△H= (用△H1△H2△H3表示)。
(2)反应①~③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图18.结合各反应的△H,归纳lgK~T曲线变化规律:
a)
b)
(3)向盛有CaSO4的真空恒容容器中充入CO,反应①于900 ºC达到平衡,c平衡(CO)=8.0×10-5mol·L-1,计算CO的转化率(忽略副反应,结果保留2位有效数字)。
(4)为减少副产物,获得更纯净的CO2,可在初始燃料中适量加入 。
(5)以反应①中生成的CaS为原料,在一定条件下经原子利用率100%的高温反应,可再生成CaSO4,该反应的化学方程式为 ;在一定条件下CO2可与对二甲苯反应,在其苯环上引入一个羧基,产物的结构简式为 。
CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H2
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3
4Fe(s)+3O3(g)=2Fe2O3(s) △H4
3 CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) △H5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
A.△H1>0,△H3<0 |
B.△H2>0,△H4>0 |
C.△H1=△H2+△H3 |
D.△H3=△H4+△H5 |
CH2=CH-CH=CH2(g)+2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g)+236.6kJ
CH3-C≡C-CH3(g)+2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g)+272.7kJ
由此不能判断
A.1,3-丁二烯和2-丁炔稳定性的相对大小 |
B.1,3-丁二烯和2-丁炔分子储存能量的相对高低 |
C.1,3-丁二烯和2-丁炔相互转化的热效应 |
D.一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小 |
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