题目
题型:不详难度:来源:
(1)工业上,可以分离合成气中的氢气,用于合成氨,常用醋酸二氨合亚铜
[Cu(NH3)2Ac]溶液(Ac=CH3COO-)(来吸收合成气中的一氧化碳,其反虚原理为:
[Cu(NH3)2Ac](aq)+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac•CO(aq)(△H<0)
常压下,将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得[Cu(NH3)2]AC溶液的措施是 ;
(2)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应a:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol
反应b:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0
①对于反应a,某温度下,将4.0 mol CO2(g)和12.0 mol H2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,测得甲醇蒸气的体积分数为30%,则该温度下反应的平衡常数为 ;
②对于反应b,某温度下,将1.0mol CO(g)和2.0 mol H2(曲充入固定容积的密闭容器中,反应到达平衡时,改变温度和压强,平衡体系中CH3OH的物质的量分数变化情况如图所示,温度和压强的关系判断正确的是 ;(填字母代号)
A.p3>p2,T3>T2
B.p2>p4,T4>T2
C.p1>p3,T1>T3
D.p1>p4,T2>T3
(3)CO可以合成二甲醚,二甲醚可以作为燃料电池的原料,化学反应原理为:
CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H<0
①在恒容密闭容器里按体积比为1:4充入一氧化碳和氢气,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正反应方向移动的是 ;
A.逆反应速率先增大后减小
B.正反应速率先增大后减小
C.反应物的体积百分含量减小
D.化学平衡常数K值增大
②写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式 ;
③己知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量。关于二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池,下列说法正确的是 (填字母)
A.两种燃料互为同分异构体,分子式和摩尔质量相同,比能量相同
B.两种燃料所含共价键数目相同,断键时所需能量相同,比能量相同
C.两种燃料所含共价键类型不同,断键时所需能量不同,比能量不同
(4)已知l g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63 kJ,请写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式 。
答案
(2)①1.33或 (2分,若书写单位且正确得2分,单位错误不得分) ②C、D(2分)
②C、D(2分)
(3)①B、D (2分)
②CH3OCH3-12e-+16OH-= 2CO32-+11H2O (2分) ③C(2分)
(4)CH3OCH3(g)+3O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1454.98 kJ/mol(2分)
解析
试题分析:(1)将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得[Cu(NH3)2]AC溶液只要使平衡向逆反应方向移动即可,逆反应方向为气体体积增大的吸热反应,所以在高温低压下使平衡逆移。
(2)①根据反应方程式计算,
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始:4.0 mol 12.0 mol 0 0
转化:xmol 3xmol xmol xmol
平衡:4-xmol 12-xmol xmol xmol
=30% x=3mol
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
平衡浓度:0.5mol/L 1.5mol/L 1.5mol/L 1.5mol/L
t1时达到达到平衡状态,平衡常数===1.33或
②根据化学平衡移动的影响因素:温度、压强来分析:升高温度,化学平衡向着吸热方向进行,升高压强,化学平衡向着气体体积减小的方向进行。 CH3OH的物质的量分数时随着p1、p2、p3、p4逐渐降低,说明向着逆向移动,逆向是气体体积增大的方向,所以p1、p2、p3、p4压强逐渐升高, B错,CH3OH的物质的量分数时随着T1、T2、T3、T4逐渐升高,说明正向移动,正向是放热反应,说明T1、T2、T3、T4温度逐渐降低。A错。所以选C、D。
(3)①A.逆反应速率先增大后减小,说明一定逆向移动。
B.正反应速率先增大后减小,说明一定正向移动
C.反应物的体积百分含量减小,不一定正向移动
D.化学平衡常数K值增大,因为这个反应征方向是放热反应,说明一定正向移动
所以选B、D
②反应本质是二甲醚的燃烧,原电池负极发生氧化反应,二甲醚在负极放电,碱性环境中生成碳酸钾与氢水.正极反应还原反应,氧气在正极放电生成氢氧根离子;正极反应为氧气得到电子发生还原反应,在碱性环境中生成氢氧根离子,正极反应为3O2+12e-+6H2O=12OH-;负极上是燃料甲醚发生失电子的氧化反应,在碱性环境下,即为:CH3OCH3-12e-+16OH-= 2CO32-+11H2O ;
③由乙醇和二甲醚的分子结构可知,化学式都是C2H6O,组成元素及其原子个数完全相同,互为同分异构体,分子式和摩尔质量相同,乙醇和二甲醚的分子结构不同,无论是物理性质还是化学性质,还是共价键类型,断键时所需能量不可能完全相同,所以比能量肯定不同。所以选C(2分)
(4)l g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63 kJ,l mol(46g)二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63×46= 1454.98 kJ,所以二甲醚燃烧热的热化学方程式CH3OCH3(g)+3O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1454.98 kJ/mol。
核心考点
试题【能源是制约国家发展进程的因素之一。甲醇、二甲醚等被称为2 1世纪的绿色能源,工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气(CO、H2),再】;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)上述3种气体直接排入空气后会引起酸雨的气体有 (填化学式)。
(2)早期人们曾经使用铅室法生产硫酸,其主要反应为:
SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)
①若已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=a kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=b kJ·mol-1
则SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH= kJ·mol-1。
②一定温度下,向固定体积为2 L的密闭容器中充入SO2和NO2各1 mol,发生反应:SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)。下列事实中不能说明该反应达到平衡状态的是 (选填序号)。
a.体系压强保持不变 b.混合气体的颜色保持不变
c.NO的物质的量保持不变 d.每生成1 mol SO3的同时消耗1 mol NO2
③测得②中反应5 min末到达平衡,此时容器中NO与NO2的体积比为3︰1,则这段时间内SO2的反应速率υ(SO2)= ,此反应在该温度下的平衡常数K= 。
(3)甲醇日趋成为重要的有机燃料,通常利用CO和H2合成甲醇,其反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。今在一容积可变的密闭容器中,充有10 mol CO和20 mol H2,用于合成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示:
①上述合成甲醇的反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为 。
③若将达到平衡状态A时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池,电解质溶液为KOH浓溶液,则该电池工作时正极的电极反应式为 ,理论上通过外电路的电子最多为 mol。
HF(aq)+OH-(aq)=F-(aq)+H2O(l) △H=-67.7kJ/mol
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/mol
根据题意,下列判断或结论正确的是
A.氢氟酸的电离过程是吸热的 |
B.当V=20时,溶液中:c(F-)<c(Na+)=0.1mol/L |
C.当V<20时,溶液中离子浓度关系可能为:c(Na+)=c(F-) |
D.当V>20时,溶液中离子浓度关系一定为:c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+) |
(1)已知25℃时:SO2(g)+2CO(g)=2CO2(g)+Sx(s) △H=akJ/mol
2COS(g)+SO2(g)=2CO2(g)+Sx(s) △H=bkJ/mol。
则CO与Sx生成COS反应的热化学方程式是________________________。
(2)有人设想按如图所示装置用废气中的SO2生产硫酸。
写出SO2电极的电极反应式__________________________。
(3)提高反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0中SO2的转化率是控制SO2排放的关键措施之一。某课外活动小组进行了如下探究:
①T1温度时,在2L的密闭容器中加入4.0molSO2和2.0molO2,5 min后反应达到平衡,二氧化硫的转化率为50%,前5 min内SO2的平均反应速率为___________。
②在①中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的转化率及SO3的平衡浓度都比原来增大的是
_________(填序号)。
a.温度和容器体积不变,充入1.0molHe (g)
b.温度和容器体积不变,充入2molSO2和lmolO2
c.温度和容器体积不变,充入1.0molSO2
d.在其他条件不变时,减小容器的容积
③在其他条件不变的情况下,探究起始时氧气物质的量对2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应的影响,实验结果如图所示。(图中T表示温度,n表示物质的量):在a、b、c三点所处的平衡状态中,SO2的转化率最高的是____,温度T1______T2(填“>”“<”或“=”)。
(1)对PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样中除H+和OH﹣外其它水溶性离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子 | K+ | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3﹣ | Cl﹣ |
浓度/mol·L-1 | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
根据表中数据判断试样的pH =
(2)含SO2的工业废气处理:废气的将含有SO2的废气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫,在废气脱硫的过程中,所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前,需通一段时间的二氧化碳,以增加其脱硫效率;脱硫时控制浆液的pH值,此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为 。
亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为 。
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。
①已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g) H>0
汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是 。
②在汽车尾气系统中安装催化转化器,使NO和CO迅速发生反应转化成对环境无污染的气体,可减少CO和NO的污染,反应的化学方程式为 。
(4)用CH4催化还原NOx可消除氮的氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ·mol—1
CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol—1
H2O(g)= H2O(l)△H=-144kJ·mol—1
取标准状况下4.48LCH4还原NO2和NO的混合物,若氮氧化物完全被还原,且生成H2O(l),则放出的总热量Q的取值范围是 。
氨在国民经济中占有重要地位。
(1)工业合成氨时,合成塔中每产生1 mol NH3,放出46.1 kJ的热量。
① 工业合成氨的热化学方程式是 。
② 已知:
N2 (g)2N (g)
H2 (g)2H (g)
则断开1 mol N-H键所需的能量是_______kJ。
(2)下表是当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料后,在200℃、400℃、600℃下,反应达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线。
① 曲线a对应的温度是 。
② 关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是 (填字母)。
A. 及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率
B. 加催化剂能加快反应速率且提高H2的平衡转化率
C. 上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=" K(Q)" >K(N)
③ M点对应的H2转化率是 。
(3)氨是一种潜在的清洁能源,可用作碱性燃料电池的燃料。电池的总反应为:
4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) + 6H2O(g)。
则该燃料电池的负极反应式是 。
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