题目
题型:不详难度:来源:
(1)I2O5可使H2S、CO、HC1等氧化,常用于定量测定CO的含量。已知:
2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s) △H=-75.56 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol-1
写出CO(g)与I2O5(s)反应生成I2(s)和CO2(g)的热化学方程式: 。
(2)一定条件下,NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是 。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.每消耗1molSO2的同时生成1molNO
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6,则平衡常数K= 。
(3)从脱硝、脱硫后的烟气中获取二氧化碳,用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:CO2 (g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①取五份等体体积CO2和H2的的混合气体 (物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线如图所示,则上述CO2转化为甲醇反应的△H3 0(填“>”、“<”或“=”)。
②在容积为1L的恒温密闭容器中充入1molCO2和3molH2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下左图所示。若在上述平衡体系中再充0.5molCO2和1.5mol水蒸气(保持温度不变),则此平衡将 移动(填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”)。
③直接甲醇燃料电池结构如上右图所示。其工作时负极电极反应式可表示为 。
答案
(2)b 2.67或8/3 (3)①< ②不 ③CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2
解析
试题分析:(1)根据反应①2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s) △H=-75.56 kJ·mol-1、②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol-1并依据盖斯定律可知,(②×5-①)÷2即得到反应5CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s),所以该反应的反应热△H=(-566.0 kJ/mol×5+75.56 kJ/mol)÷2=-1377.22kJ/mol。
(2)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。该反应是反应前后气体分子数不变的反应,故体系的压强保持不变,故a不能说明反应已达到平衡状态;颜色深浅和浓度有关系,随着反应的进行,NO2的浓度减小,颜色变浅,故b可以说明反应已达平衡;SO3和NO都是生成物,比例保持1:1,故c不能作为平衡状态的判断依据;根据方程式可知,每消耗1molSO2的同时一定生成1molNO ,即d中所述的两个速率方向相同,不能作为平衡状态的判断依据,所以正确的答案选b。反应前后体积不变,因此可以用物质的量表示浓度计算平衡常数,则
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)
起始量(mol) n 2n 0 0
转化量(mol) x x x x
平衡量(mol) n-x 2n-x x x
则根据平衡时NO2与SO2体积比为1∶6可知6×(n-x)=2n-x
解得x=0.8n
所以该反应的平衡常数K===
(3)①由图可知最高点反应到达平衡,达平衡后,温度越高,φ(CH3OH)越小,平衡向逆反应进行,升高温度平衡向吸热方向进行,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,即△H3<0。
②根据图像可知,平衡时甲醇的浓度是0.75mol/L,则根据反应方程式CO2 (g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)可知,消耗CO2和氢气的浓度分别是0.75mol/L和2.25mol/L,生成水蒸气的浓度是0.75mol/L。则平衡时CO2和氢气的浓度分别是1mol/L-0.75mol/L=0.25mol/L、3mol/L-2.25mol/L=0.75mol,所以该反应的平衡常数K===。若在上述平衡体系中再充0.5molCO2和1.5mol水蒸气(保持温度不变),则此时浓度商为==,所以此平衡将不移动。
③原电池中正极得到电子,发生还原反应,因此氧气在正极通入,氧气得电子和氢离子反应生成水,电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。负极失去电子,发生氧化反应,因此甲醇在负极通入,电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2。
核心考点
试题【研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。(1)I2O5可使H2S、CO、HC1等氧化,常用于定量测定CO的含量。已知:2I2(s)+5】;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)合成气(组成为H2和CO)是生产甲醇的重要原料,请写出由焦炭和水在高温下制取合成气的化学方程式 。
(2)已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1,则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为 ;
(3)在容积为l L的密闭容器中,由CO和H2合成甲醇。在其他条件不变的情况下,考查温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃);
下列说法正确的是 (填序号)
A.温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=(mol·L-1·min-1) |
B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的大 |
C.该反应为吸热反应 |
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时减小 |
(5)在直接以甲醇为燃料的电池中,电解质溶液为碱性,负极的反应式为 ;假设原电解质为NaOH,且电池工作一段时间后溶质只有Na2CO3,此时溶液中各离子浓度大小关系为
Ⅱ.已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9×10-11。某溶液中含有C1-, Br-和CrO42-,浓度均为0.010mo1·L-1,向该溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为 。
⑴已知某反应的平衡表达式为:
它所对应的化学反应方程式为:
⑵利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);ΔH=-90.8kJ·mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.5kJ·mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);ΔH=-41.3kJ·mol
总反应:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=__________
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
该反应的正反应方向是反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为:。
(4)从氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。
对反应:N2O4(g)2NO2(g)△H>0,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是。
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
E.A、C两点的化学平衡常数:A>C
(5)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1。现在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下。下列说法正确的是
(1)偏二甲肼(C2H8N2)与四氧化二氮(N2O4)反应的化学方程式可表示为:
C2H8N2+2N2O43N2+2X+4H2O
则X的化学式为____________(选填下列选项的编号字母)。
A.O2 B.CO2 C.H2
(2)1 g液态偏二甲肼与足量的液态四氧化二氮完全反应生成气态产物,放出Q kJ热量,则相同条件下0.1 mol偏二甲肼发生该反应能放出的热量为_____________kJ (选填下列编号字母)。
A.6Q B.30Q C.60Q
(2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ; DH2=b kJ·mol-1
(3)H2(g)+O2(g)=H2O(l) ; DH3=c kJ·mol-1
(4)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ; DH4=d kJ·mol-1
下列关系式中正确的是
A.a<c<0 | B.b>d>0 | C.2a=b<0 | D.2c=d>0 |
(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H= -90.8kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.3kJ/mol
总反应:3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) 的△H= ;
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是:
________(填字母代号)。
a.压缩体积 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度 d.增加CO的浓度
e.分离出二甲醚(CH3OCH3)
(2)已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
某温度下的平衡常数为400。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
浓度(mol·L-1) | 0.40 | 0.6 | 0.6 |
②该反应的平衡常数的表达式为K=_____,温度升高,该反应的平衡常数K____(填“增大”、“减小”或“不变”)
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