题目
题型:不详难度:来源:
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气反应为
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1,
以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是________。(填序号)
A.升高温度 | B.增加碳的用量 | C.加入催化剂 | D.用CO吸收剂除去CO |
(3)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用稀硫酸作电解质溶液,多孔石墨作电极,该电池负极反应式为______________________________________。
若用该电池提供的电能电解60 mL NaCl溶液,设有0.01 mol CH3OH完全放电,NaCl足量,且电解产生的Cl2全部逸出,电解前后忽略溶液体积的变化,则电解结束后所得溶液的pH=________。
(4)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0 L的恒容密闭容器中,发生以下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。得到如下数据:
温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所 需时间/min | ||
H2O | CO | H2 | CO | | |
900 | 1.0 | 2.0 | 0.4 | 1.6 | 3.0 |
通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)________。改变反应的某一条件,反应进行到t min时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示)_________________________
(5)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。实验室模拟化工生产,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如图甲所示。
请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为________________________________。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其他条件相同,请在图乙中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
答案
(2)-41.2 kJ·mol-1
(3)CH3OH(g)+H2O-6e-=CO2+6H+ 14
(4)
3CO2+5OH-=2CO+HCO+2H2O
(5)①使用催化剂
②
解析
(4)由题目所给数据可知:
CO(g) + H2O(l)CO2(g) + H2(g)
起始量 2.0 mol 1.0 mol 0 0
转化的量 0.4 mol 0.4 mol 0.4 mol 0.4 mol
平衡量 1.6 mol 0.6 mol 0.4 mol 0.4 mol
平衡浓度 0.8 mol/L 0.3 mol/L 0.2 mol/L 0.2 mol/L
则;
由题意可知,CO2和NaOH的物质的量之比为3∶5,可知产物中和共存。(5)①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ中反应速率加快且反应物平衡转化率没有改变,故改变的条件为使用了催化剂;②温度升高,达到平衡的时间缩短,则在曲线中早到达拐点;该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,故生成物浓度降低。
核心考点
试题【碳及其化合物有广泛的用途。(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1,以上】;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)已知在常温常压下反应的热化学方程式:
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1=-90 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41 kJ·mol-1
写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式:_______________________。
(2)在容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,平衡时的转化率与温度、压强的关系如图所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②在其他条件不变的情况下,再增加a mol CO与2a mol H2,达到新平衡时,CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),平衡常数________。
(3)已知在T ℃时,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=0.32,在该温度下,已知c始(CO)=1 mol·L-1,c始(H2O)=1 mol·L-1,某时刻经测定CO的转化率为10%,则该反应________(填“已经”或“没有”)达到平衡,原因是_________________________________________________
此时刻v正________v逆(填“>”或“<”)。
高炉冶铁过程中,甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁,有关反应为:
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+260 kJ/mol
已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为 。
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是 ;
(2)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的ΔH3= ,P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的ΔH4 ΔH3(填“大于”、“小于”、或“等于”)。
(1)第二步反应是 反应(选填“放热”或“吸热”),判断依据是 。
(2)1 mol NH4+ (aq)全部氧化成NO2- (aq)的热化学方程式是 。
Ⅰ.工业制备二甲醚的生产流程如下:
催化反应室中(压强2.0~10.0 MPa,温度230~280℃)进行下列反应:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH=-90.7 kJ/mol ①
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-23.5 kJ/mol ②
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2 kJ/mol ③
(1)甲烷氧化可制得合成气,反应如下:CH4(g)+O2(g) CO(g)+2H2(g) ΔH=-35.6 kJ/mol。该反应是 反应(填“自发”或“非自发”)。
(2)催化反应室中总反应3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH= 。830℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K 1.0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)上述反应中,可以循环使用的物质有 。
Ⅱ.如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。b电极是 极。
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