题目
题型:不详难度:来源:
(1)已知:CH4(g)+2O2 (g)=CO2 (g)+2H2O (l)△H=-890.3kJ•mol-1 ①
H2(g)+1/2O2 (g)=H2O (l)△H=-285.8kJ•mol-1 ②
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1 ③
H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ•mol-1 ④
反应CH4(g)+H2O(g)
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(2)一定条件下,在体积为5L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).不同温度时甲烷的物质的量随时间变化曲线如图所示.根据题意完成下列各题:
①反应达到平衡时,平衡常数表达式K=______,降低温度,K值______(填“增大”、“减小”或“不变”).
②在300℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=______.(用相关符号和数据表示)
③判断该可逆反应达到平衡状态的标志是______.(填字母)
a.CH3OH的生成速率与CO的消耗速率相等 b.容器中气体的压强不变
c.容器中混合气体的密度保持不变 d.CO百分含量保持不变
e.CO和CH3OH浓度相等
④欲提高H2的转化率,下列措施可行的是______.(填字母)
a.向容器中再充入Ar b.改变反应的催化剂
c.向容器中再充入CO d.升高温度.
答案
H2(g)+1/2O2 (g)=H2O (l)△H=-285.8kJ•mol-1 ②,
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1 ③,
H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ•mol-1 ④,
根据盖斯定律可知,①+④-③-②×3可得CH4(g)+H2O(g)
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其反应热△H=(-890.3kJ•mol-1)+(-44kJ•mol-1)-(-283.0kJ•mol-1)-(-285.8kJ•mol-1)×2=+206.1kJ/mol,
标准状况下33.6L甲烷,其物质的量为1.5mol,所以该反应中转移的电子数为1.5mol×(2+4)=9mol,
该反应放出的热量为1.5mol×206.1kJ/mol=309.15kJ,
故答案为:+206.1;9;309.15;
(2)①由CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),则平衡常数K=
c(CH3OH) |
c(CO)•c2(H2) |
故答案为:
c(CH3OH) |
c(CO)•c2(H2) |
②由图可知,甲醇在0~tA时间内增加nAmol,则甲醇的反应速率为nA/5tA mol・(L・min)-1,再由化学计量数之比等于反应速率之比,所以氢气的反应速率为2nA/5tA mol・(L・min)-1,故答案为:2nA/5tA mol・(L・min)-1;
③a.CH3OH的生成速率与CO的消耗速率相等,只能确定正反应速率,不能确定正逆反应速率的关系,则不能判断平衡,故a错误;
b.该反应为反应前后压强不等的反应,则容器中气体的压强不变,达到平衡状态,故b正确;
c.因质量、体积不变,则容器中混合气体的密度始终保持不变,不能作为判断平衡的方法,故c错误;
d.CO百分含量保持不变,浓度不再变化,达到平衡状态,故d正确;
e.CO和CH3OH浓度相等,取决于起始量,不一定达到平衡,故e错误;
故答案为:bd;
④a.体积不变,向容器中再充入Ar,反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,故a错误;
b.改变反应的催化剂,不影响化学平衡移动,故b错误;
c.向容器中再充入CO,平衡正向移动,提高氢气的转化率,故c正确;
d.升高温度提高,平衡逆向移动,H2的转化率减小,故d错误;
故答案为:c.
核心考点
试题【利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2,再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径.(1)已知:CH4(g)+2O2 (g)=CO2 (g)+2H2O (l)】;主要考察你对盖斯定律等知识点的理解。[详细]
举一反三
催化反应室中(压力2.0~10.0Mpa,温度300℃)进行下列反应:
①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H=-90.7kJ/mol
②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol
(1)催化反应室中的总反应:3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g).
该反应的△H=______.催化反应室中采用300℃的反应温度,理由是______.
(2)已知:反应①在300℃时的化学平衡常数为0.27.该温度下将2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容积为2L的密闭容器中,此时反应将______(填“正向进行”、“逆向进行”或“处于平衡状态”).
(3)上述流程中二甲醚精制的实验操作名称为______.
(4)图2为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图.a电极的电极反应式为______.
(1)现代工业将煤炭气化,既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO2等的排放,又可以扩大水煤气的广泛用途.
①已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g);△H1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H2.
则反应C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g);△H=______.(用含△H1、△H2的代数式表示)
②CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g);△H3.现在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H2的混合气体,控温,进行实验,测得相关数据如下图1和图2.
a.该反应的△H3______0(选填“<”、“>”或“=”,下同),K1______K2.
b.将容器d中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态,可采取的措施有______.
(2)某燃料电池以熔融态K2CO3为电解质,一极通入CO,另一极通入空气和CO2的混合气体.已知该燃料电池正极反应为2CO2+O2+4e-=2CO32-;则其负极的电极反应式为______.
(3)图3为某温度下,Fe(OH)3(s)、Mg(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液的pH,金属阳离子浓度变化情况.据图分析:
该温度下,溶度积常数的关系为:Ksp[Fe(OH)3]______Ksp[Mg(OH)2]
(填:>、=、<);如果在新生成的Mg(OH)2浊液中滴入足量的Fe3+,振荡后,白色沉淀会全部转化为红褐色沉淀,原因是
______.
(1)下列措施中,有利于降低大气中的CO2、SO2、NO2浓度的有______填字母);
a.减少化石燃料的使用,开发新能源
b.使用无氟冰箱,减少氟里昂排放
c.多步行或乘公交车,少用专车或私家车
d.将工业废气用碱液吸收后再排放
(2)为开发新能源,有关部门拟用甲醇(CH3OH)替代汽油作为公交车的燃料.写出由CO和H2生产甲醇的化学方程式______,用该反应合成1mol液态甲醇吸收热量131.9kJ.又知,2H2(g)+CO(g)+
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(3)硫酸工业生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图所示.根据图示回答下列问题:
①2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的△H______0(填“>”或“<”);
②若温度为T1、T2时,反应的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1______K2;若反应进行到状态D时,v正______v逆(填“>”、“<”或“=”).
(1)①把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液.
②在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体.
写出②中反应的化学方程式______.
(2)如将CO2与H2 以1:3的体积比混合.
①适当条件下合成某烃和水,该烃是______(填序号).
A.烷烃 B.烯烃 C.炔烃 D.苯的同系物
②适当条件下合成燃料甲醇和水.在体积为2L的密闭容器中,充入 2mol CO2和6mol H2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol.
测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.
从反应开始到平衡,v(H2)=______;氢气的转化率=______;能使平衡体系中n(CH3OH)增大的措施有______.
(3)如将CO2与H2 以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4.已知:
CH4 (g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l)△H2=-285.8kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是______.
(4)某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量,经查得一些物质在20℃的数据如下表.