题目
题型:不详难度:来源:
①2C3H8(g) +7O2(g) = 6CO(g)+8H2O(g) △H = -2389.8 kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △H = -566 kJ/mol
③H2O(l) = H2O(g) △H =" +" 44.0 kJ/mol
(1)写出C3H8燃烧时燃烧热的热化学方程式 。
(2)C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成CO、CO2、H2O(g),将所有的产物通入一个体积固定的密闭
容器中,在一定条件下发生如下可逆反应: CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)
该反应的平衡常数与温度的关系如下表:
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
保持温度为800℃,在甲、乙两个恒容密闭容器中,起始时按照下表数据进行投料,充分反应直至达到平衡。
| H2O | CO | CO2 | H2 |
甲 (质量/g) | 1.8 | 8.4 | a | 1 |
乙 (质量/g) | 1.8 | 2.8 | 0 | 0 |
①起始时,要使甲容器中反应向正反应方向进行,则a的取值范围是 ;达到平衡
时,乙容器中CO的转化率为 。
②如图表示上述甲容器中反应在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某一个条件而发生变化的情况。则t2时刻改变的条件可能是 、 (答两个要点即可)。
(3)CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。
① Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为 ;
② 已知25℃时,H2CO3的电离平衡常数K1 = 4.4×10-7 mol/L、K2 = 4.7×10-11 mol/L,当Na2CO3溶液的pH为11时, 溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-) = 。
③ 0.1 mol/L Na2CO3溶液中c(OH-) - c(H+ ) = [用含c(HCO3-)、c(H2CO3)的符号表示]。
答案
(1)C3H8(g) +5O2(g) = 3CO2(g)+4H2O(l) △H = -2219.9 kJ/mol
(2)① 0 ≤a <2.64 ; 50%
② 降低温度、降低H2浓度、增大H2O(g)浓度
(3)①c(Na+) > c(CO32-) > c(OH-) > c(HCO3-) > c(H+)
② 1 : 4.7
③c(HCO3-) + 2c(H2CO3)
解析
试题分析:(1)燃烧热是1mol的物质完全燃烧产生稳定的氧化物时所放出热量的化学方程式。将(①+②×3- ③×8)÷2,整理可得:C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4H2O(l) △H =-2219.9 kJ/mol。(2)①该反应是个反应前后气体体积相等的反应。在800℃时化学平衡常数为1.对于甲来说,在反应开始时,若CO2的质量为0,则反应一定正向进行,n(H2O)="0.1mol;" n(CO)="0.3mol;" n(CO2)="a/44mol," n(H2)=0.5mol.)若要使反应正向进行。起始时,则;。解得0<a<2.64.
对于乙来说:开始时n(H2O)=0.1mol;n(CO)="0.1mol" ;n(CO2)="0" ;n(H2)=0;假设在反应的过程中CO转化的物质的量为x,则在平衡时各种物质的物质的量为:n(H2O)="(0.1-x)mol;" n(CO)="(0.1-x)mol" ; %n(CO2)=xmol;n(H2)=xmol。由于该反应是反应前后气体体积相等的反应,而且在800℃时的平衡常数为1.所以(0.1-x)×(0.1-x)=x2.解得x=0.05mol.所以CO的转化率为0.05÷0.1×100%=50%。②由化学平衡常数以温度的关系可知:升高温度,化学平衡产生减小。说明升高温度,化学平衡向逆反应方向移动。根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动。逆反应方向为吸热反应,所以该反应的正反应为放热反应。由于在平衡后改变某一条件,时,c(CO2)增大,c(CO)减小,所以改变外界条件使平衡正向移动,可以通过降低温度的方法来实现。因为反应前后气体的体积相等,所以改变压强,化学平衡不发生移动。若增大H2O蒸汽的浓度或减小H2的浓度都会使化学平衡正向移动。因此改变的外界条件是降低温度、降低H2浓度、增大H2O(g)浓度。(3)①Na2CO3是强碱弱酸盐。Na2CO3=2Na++CO32-,CO32-会发生水解反应:CO32-+ H2OHCO3-+ OH-消耗水电离产生的H+,促进水的电离。产生的HCO3-会继续水解:HCO3-+ H2OH2CO3+ OH-。当最终达到平衡时c(OH-)> c(HCO3-) >c(H+) .所以在Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+) > c(CO32-) > c(OH-) > c(HCO3-) > c(H+)。②HCO3-H++ CO32- .;;。③Na2CO3溶液显碱性,根据质子守恒可得c(OH-)=c(H+ )(始) = c(H+ )+ c(HCO3-)+2(H2CO3)。所以c(OH-)-c(H+ ) = c(HCO3-)+2(H2CO3)。
核心考点
试题【丙烷在燃烧时能放出大量的热,它也是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活。已知:①2C3H8(g) +7O2(g) = 6CO(g)+8H2O】;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)已知氢气的燃烧热为285.8 kJ/mol。
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mol;
H2O(1)=H2O(g)△H=+44.0 kJ/mol;
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.6 kJ/mol。
则上述工业制硝酸的主要反应的△H= 。
(2)在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量浓度如下表:
①反应在第2 min到第4 min时,O2的平均反应速率为 。
②反应在第6 min时改变了条件,改变的条件可能是 (填序号)。
A.使用催化剂 B.升高温度 C.减小压强 D.增加O2的浓度
③下列说法中能说明4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6 H2 O(g)达到平衡状态的是 (填序号)。
A.单位时间内生成n mol NO的向时,生成n mol NH3
B.条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.百分含量w(NH3)=w(NO)
D.反应速率v(NH3):u(O2):v(NO):v(H2O)=4:5:4:6
E.若在恒温恒压下容积可变的容器中反应,混合气体的密度不再变化
(3)某研究所组装的CH3OH-O2燃料电池的工作原理如图所示。
①该电池工作时,b口通入的物质为____ 。
②该电池正极的电极反应式为: 。
③以此电池作电源,在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理(装置如图所示)的过程中,发现溶液逐渐变浑浊并有气泡产生,其原因可能是 (用相关的离子方程式表示)。
(1)写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式 。
已知: ① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-41kJ·mol-1
② C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=-73kJ·mol-1
③ 2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=-171kJ·mol-1
(2)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)。已知一定条件下,该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的变化曲线如下左图:
①在其他条件不变时,请在上图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2) / n(CO2)]变化的曲线图。
②某温度下,将2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是 ;
A. P3>P2,T3>T2 B. P1>P3,T1>T3 C. P2>P4,T4>T2 D. P1>P4,T2>T3
③在恒容密闭容器里按体积比为1:3充入二氧化碳和氢 气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是 ;
A. 正反应速率先增大后减小
B. 逆反应速率先增大后减小
C. 化学平衡常数K值增大
D. 反应物的体积百分含量增大
E. 混合气体的密度减小
F. 氢气的转化率减小
(3)最近科学家再次提出“绿色化学”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。甲醇可制作燃料电池,写出以稀硫酸为电解质甲醇燃料电池负极反应式__ 。以此燃料电池作为外接电源按图所示电解硫酸铜溶液,如果起始时盛有1000mL pH=5的硫酸铜溶液(25℃,CuSO4足量),一段时间后溶液的pH变为1,此时可观察到的现象是 ;若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入 (填物质名称),其质量约为 g。
mCeO2 (m-x)CeO2·xCe+xO2
(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO
下列说法不正确的是( )
A.该过程中CeO2没有消耗 |
B.该过程实现了太阳能向化学能的转化 |
C.图中ΔH1=ΔH2+ΔH3 |
D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O |
②CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) ΔH2;
③C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH3;
上述反应ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系为__________________________________。
(2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为
2CH4(g)+3O2(g) 2CO(g)+4H2O(g)
ΔH=-1 038 kJ·mol-1。
工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同):
①X在750 ℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
②Y在600 ℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③Z在440 ℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是________(填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是________________________________________________________;
(3)请画出(2)中反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图,并进行必要标注。
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