题目
题型:不详难度:来源:
I.用甲烷制取氢气的反应分为两步,其能量变化如下图所示:
(1)甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是 。
II.在容积为1L的密闭容器内,加入0.1molCO和0.1molH2O,在催化剂存在的条件下高温加热使其反应。测得CO2的浓度随时间变化的图像如图:
(2)在该温度下,从反应开始至达到平衡时,CO的平均反应速率为 ;
(3)该温度下,此反应的化学平衡常数为(可以用分数表示) ;
(4)下列改变中,能使平衡向正反应方向移动的是 。
A.升高温度 | B.增大压强 |
C.增大H2O(g)的浓度 | D.减少CO2(g)的浓度 |
答案
(1)CH4(g) + 2H2O(g) = 4H2(g) + CO2(g) ΔH=—136.5 kJ/mol
(2)0.003 mol·L-1·min-1 (3) (4)CD
(5)正方向,Q=,所以该反应向正反应方向进行
解析
试题分析:(1)根据图像可知,甲烷和水蒸气的总能量高于氢气和CO2的总能量,所以根据盖斯定律可知,该反应的反应热是ΔH=-103.3 kJ/mol-33.2 kJ/mol=—136.5 kJ/mol,则甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是CH4(g) + 2H2O(g) = 4H2(g) + CO2(g) ΔH=—136.5 kJ/mol。
(2)根据图像可知,反应进行到10min时得到平衡状态,平衡时生成CO2的浓度是0.03mol/L,则消耗CO的浓度是0.03mol/L,所以CO的反应速率是0.03mol/L÷10s=0.003 mol·L-1·min-1。
(3)平衡时CO和水蒸气的浓度均是0.1mol/L-0.03mol/L=0.07mol/L。而生成物CO2和氢气的浓度均是0.03mol/L,所以该温度下反应的平衡常数K==。
(4)A、正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,A不正确;B、反应前后体积不变,增大氧气平衡不移动,B不正确;C、增大水蒸气的浓度,平衡向正反应方向移动,C正确;D、减小CO2的浓度,平衡向正反应方向移动,D正确;答案选CD。
(5)若起始时c(CO)=1mol·L-1 , c(H2O)=2 mol·L-1,反应进行一段时间后,测得H2的浓度为0.4 mol·L-1,这说明消耗CO和水蒸气的浓度均是0.4mol/L,所以平衡时CO和H 水蒸气的浓度分别是0.6mol/L和1.6mol/L,则Q=,所以该反应向正反应方向进行。
核心考点
试题【氢气是一种清洁、高效的新型能源。I.用甲烷制取氢气的反应分为两步,其能量变化如下图所示:(1)甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是 】;主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.室温下,pH=5.6的NaHSO3溶液中c( SO32-)-c( H2SO3)= 10-5.6-10-8.4 |
B.同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同 |
C.吸热反应只有在加热条件下才能发生,故水不加热不电离 |
D.过量的氨水和盐酸反应所得溶液不可能为酸性,但可能为中性 |
(1)Cu2S在高温条件下发生如下反应:
2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) ⊿H=-773kJ/mol
当该反应有1.2mol电子转移时,反应释放出的热量为 kJ。
(2)硫酸工业生产中涉及反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。
①压强:P1 P2(填“>”、“=”或“<”)。
②平衡常数:A点 B点(填“>”、“=”或“<”)。
③200℃下,将一定量的SO2和O2充入体积不变的密闭容器中,经10min后测得容器中各物质的物质的量浓度如下表所示:
气体 | SO2 | O2 | SO3 |
浓度(mol/L) | 0.4 | 1.2 | 1.6 |
能说明该反应达到化学平衡状态的是 。
a.SO2和O2的体积比保持不变
b.体系的压强保持不变
c.混合气体的密度保持不变
d.SO2和SO3物质的量之和保持不变
计算上述反应在0~10min内,υ(O2)= 。
(3)一定温度下,用水吸收SO2气体时,溶液中水的电离平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”);若得到pH=3的H2SO3溶液,试计算溶液中 。(已知该温度下H2SO3的电离常数:Ka1=1.0×10-2 mol/L,Ka2=6.0×10-3 mol/L)
(1)工业上NH3的催化氧化反应方程式为 ;为了尽可能多地实现向的转化,请你提出一条可行性建议 。
(2)将工业废气NO与CO混合,经三元催化剂转化器处理如下:2CO+2NO2CO2+N2。
已知:
CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.0kJ·mol-1
三元催化剂转化器中发生反应的热化学方程式为 ;
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度部分数据记录如下:
时间/s | 0 | 2 | 3 | 4 |
c(NO)/mol·L-1 | 1.00×10-3 | 1.50×10-4 | 1.00×10-4 | 1.00×10-4 |
C(CO)/mol·L-1 | | 2.70×10-3 | |
①前2s内的平均反应速率v(CO)= ;
②在该温度下,反应的平衡常数K= ;
③假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高CO转化率的是
A.选用更有效的催化剂 B.恒容下充入Ar
C.适当降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积
请回答下列问题:
(1)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量,对反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1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)
①图像中T2和T1的关系是:T2 T1(填“>”、“<”、“=”或“无法确定”)。
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,N2的转化率最高的是 (填字母)。
③要使反应后氨的百分含量最大,则在起始体系中原料投料比n(H2)/n(N2) 3(填 “>”、“<”、“=”或“无法确定”)。若容器容积恒为1 L,起始状态n(H2)="3" mol,反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下(T2),反应的平衡常数K= 。(结果保留小数点后两位)
(2)已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.5 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
今有17 g氨气,假设其经催化氧化完全反应,生成一氧化氮气体和水蒸气,则该过程中所放出的热量为 kJ。
(3)在装置②中,NH3和O2从145℃就开始下列反应,在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如下图所示):
温度较低时生成 为主,温度高于900℃时,NO产率下降的可能原因是 。
(1)已知CO(g)、H2(g)、CH3OH(1)的燃烧热△H分别为:-283.0kJ/mol、-285.8 kJ/mol、-726.5kJ/mol,则CO合成甲醇的热化学方程式为: 。
(2)在恒容密闭容器中CO与H2发生反应生成甲醇,各物质浓度在不同条件下的变化状况如图所示(开始时氢气的浓度曲线和8分钟后甲醇的浓度曲线未画出。4分钟和8分钟改变的条件不同):
①下列说法正确的是
A.起始时n(H2)为1.7mol |
B.当容器内压强恒定时,说明反应达到平衡状态 |
C.4分钟时,改变的条件是升高温度 |
D.7分钟时,v(CO)=v(CH3OH) |
③在3min时该反应的平衡常数K= (计算结果)
④在图中画出8~12min之间c(CH3OH)曲线
(2)2009年,中国在甲醇燃料电池技术上获得突破,组装了自呼吸电池及主动式电堆,其装置原理如图甲。
①该电池的负极反应式为: 。
②乙池是一铝制品表面“钝化”装置,两极分别为铝制品和石墨。
M电极的材料是 ,该铝制品表面“钝化”时的反应式为: 。
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