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,
①该反应在常温下 自发进行(填“能”与“不能”);
②恒温,在容积可变的密闭容器中,进行如上可逆反应。一段时间后,下列物理量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的有
Ⅰ混合气体的密度; Ⅱ容器内气体的压强;
Ⅲ混合气体的总物质的量; ⅣCO物质的量浓度
A.只有Ⅳ B.只有Ⅰ和Ⅳ C.只有Ⅱ和Ⅲ D.Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ
(2)水煤气再进一步反应可制取氢气。反应为H2O(g)+CO(g) H2(g)+CO2(g),某温度下该反应的平衡常数K= 4/9。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,只投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是 。
起始浓度 | 甲 | 乙 | 丙 |
c(H2)/mol/L | 0.010 | 0.020 | 0.020 |
c(CO2)/mol/L | 0.010 | 0.010 | 0.020 |
A.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012mol/L
D.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ,右图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ•mol—1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2反应
①下列措施中能使c (CH3OH)增大的是 。
A.升高温度
B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离出来
D.再充入1mol CO2和3mol H2
②在温度T1时,当反应达到平衡时,测得n(H2) =" 2.4" mol;其它条件不变,在温度T2时,当反应达到平衡时,测得n(CO2) =" 0.82" mol,则T2 T1。(填“>”、“<”或“=”),
(4)在一定条件下科学家从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇。CH3OH、H2的燃烧热分别为:△H=-725.5kJ/mol、△H=-285.8kJ/mol。
①写出工业上以CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式: ;
②该转化的积极意义是 ;
③有人提出,可以设计反应CO2=C+O2(△H>0、△S<0)来消除CO2对环境的影响。请你判断是否可行并说出理由:
答案
(4)①CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(l)+H2O(l) △H=-131.9kJ/mol
②可降低温室效应和弥补资源短缺
③不可行,该反应是一个焓增、熵减的反应,所以不能自发进行
解析
(2)反应开始时丙中浓度最大,甲中浓度最小,反应速率丙最快,甲最慢。因为反应前后体积不变,而甲和丙中反应物的浓度之比相同,所以其平衡是等效的,所以C不正确。根据方程式可知 H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)
起始量(mol) 0.010 0.010 0 0
转化量(mol) x x x x
平衡量(mol) 0.010-x 0.010-x x x
所以,解得x=0.006,即转化率是60%。乙中最大氢气的浓度,可以提高二氧化碳的转化率。
(3)根据图像可知该反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动。充入He(g),使体系压强增大,则原体系的物质的浓度将减小,平衡向逆反应方向移动。降低生成物水的浓度,平衡向正反应方向移动,c (CH3OH)增大。若再充入1mol CO2和3mol H2,相当于增大体系的压强,平衡向正反应方向移动,c (CH3OH)增大。在温度T2时,当反应达到平衡时,测得n(CO2) =" 0.82" mol,则此时n(H2) ="2.46" mol.因为反应放热,温度越高氢气的物质的量越多,所以T2大于T1。
(4)根据盖斯定律和燃烧热的热化学方程式可以得到CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式。在反应中消耗二氧化碳,所以可以降低温室效应,同时生成甲醇可以弥补资源短缺。因为△H>0、△S<0,所以该反应不能自发进行。
核心考点
试题【(16分)以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:C(s)+H2】;主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]
举一反三
| H2(g) | Br2(g) | HBr(g) |
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ | 436 | 200 | 369 |
A.△H =" +" 102kJ/mol B.△H =" -" 102kJ/mol
C.△H =" +" 267kJ/mol D.△H =" -" 267kJ/mol
①在25℃、101 kPa下,32g甲醇(CH3OH)的燃烧放出的热量为725.8kJ,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为(已知常温下甲醇为液态)
______________________________________________________________
②1.00 L 1.00 mol·L-1H2SO4溶液与2.00 L 1.00 mol·L-1 NaOH溶液完全反
应,放出114.6 kJ热量,表示其中和热的热化学方程式为
_________________________________________________________________。
(1)图中A、C分别表示___________、___________;
(2)图中△H= ___________KJ·mol-1;
(3)已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol-1,写出表示硫燃烧的热化学方程式 ___________;
(4)计算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H = ___________ 。
(1)在不同温度下,反应N2(g)+O2(g)2NO(g) DH=a kJ·mol-1的平衡常数K如下表:
温度/℃ | 1538 | 1760 | 2404 |
平衡常数K | 0.86×10-4 | 2.6×10-4 | 64×10-4 |
(2)2404℃时,在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2,计算反应:
N2(g)+O2(g)2NO(g)达到平衡时N2的浓度为 。(此温度下不考虑O2与NO的反应。计算结果保留两位有效数字)
(3)科学家一直致力于研究常温常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。相应的热化学方程式如下:
2N2(g)+6H2O(1)=4NH3 (g)+3O2(g) DH=+1530kJ·mol-1
则氨催化氧化反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(1)的反应热DH= 。 (用含a的代数式表示)
① Fe2O3(s) + 3CO(g) =" 2Fe(s)" + 3CO2(g) △H= -25kJ·mol-1
② 3Fe2O3(s) + CO(g) = 2Fe3O4(s) + CO2(g) △H=" -" 47kJ·mol-1
则下列关于Fe3O4(s)被CO还原成Fe(s)和CO2的热化学方程式的书写中正确的是( )
A.Fe3O4 + 4CO =" 3Fe" + 4CO2△H= -14kJ·mol-1 |
B.Fe3O4(s) + 4CO(g) =" 3Fe(s)" + 4CO2(g)△H= -22kJ·mol-1 |
C.Fe3O4(s) + 4CO(g) =" 3Fe(s)" + 4CO2(g)△H= +14kJ·mol-1 |
D.Fe3O4(s) + 4CO(g) =" 3Fe(s)" + 4CO2(g)△H= -14kJ·mol-1 |
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