题目
题型:不详难度:来源:
已知:CO(g) + H2O(g)H2(g) + CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ | 400 | 500 | 850 |
平衡常数 | 9.94 | 9 | 1 |
(1)上述正反应方向是 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)850℃时在体积为10L反应器中,通入一定量的CO和H2O(g)发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如下图,则0~4 min的平均反应速率v(CO)=______ mol/(L·min)。
t1℃时物质浓度(mol/L)的变化
时 间(min) | CO | H2O | CO2 | H2 |
0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
3 | C1 | C2 | C3 | C3 |
4 | C1 | C2 | C3 | C3 |
5 | 0.116 | 0.216 | 0.084 | |
6 | 0.096 | 0.266 | 0.104 | |
①表中3 min~4 min之间反应处于_____状态;C1数值_____0.08 mol/L (填大于、小于或等于)。
②反应在4 min~5 min,平衡向逆方向移动,可能的原因是____(单选),表中5 min~6 min之间数值发生变化,可能的原因是______(单选)。
A.增加水蒸气 B.降低温度 C.使用催化剂 D.增加氢气浓度
(4)若在500℃时进行,若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的最大转化率为: 。
(5)若在850℃进行,设起始时CO和H2O(g)共为5mol,水蒸气的体积分数为X;平衡时CO转化率为Y,试推导Y随X变化的函数关系式为 。
(6) 工业上利用N2和H2可以合成NH3,NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等。已知:
N2(g) + 2O2(g) =2NO2(g) △H =" +67.7" kJ·mol-1
N2H4(g) + O2(g) =N2(g) + 2H2O(g) △H = -534.0 kJ·mol-1
NO2(g) 1/2N2O4(g) △H = -26.35 kJ·mol-1
试写出气态联氨在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式:
________________________________________________________。
答案
(3)①平衡 大于(每空1分) ② D A(每空1分)
(4)75% (2分) (5)Y=X(2分)
(6)2N2H4(g) + N2O4(g)=3N2(g) + 4H2O(g) △H = -1083.0 kJ·mol-1(3分)
解析
(2)根据图像可知,在0~4 minCO的浓度减少了0.2mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L,所以反应速率是0.12mol/L÷4min=0.03mol/(L·min)。
(3)①在3 min~4 min之间,物质的浓度不再发生变化,所以反应达到平衡状态。由于正反应是放热反应,所以升高温度,平衡向逆反应方向移动,因此平衡时C1大于0.08 mol/L。
②增大水蒸气的浓度或降低温度平衡都向正反应方向移动,催化剂不能影响平衡状态,增大氢气浓度平衡向逆反应方向移动,D正确;5min~6min时,CO的浓度降低,水蒸气和氢气的浓度增大,所以平衡向正反应方向移动,因此改变的条件是增大水蒸气的浓度,答案选A。
(4) CO(g) + H2O(g)H2(g) + CO2(g)
起始量(mol) (5-5X) 5X 0 0
转化量(mol) (5-5X)Y (5-5X)Y (5-5X)Y (5-5X)Y
平衡量(mol)(5-5X-5Y+5XY)(5X-5Y+5XY) (5-5X)Y (5-5X)Y
所以有
解得Y=X
所以CO的转化率是
(5) CO(g) + H2O(g)H2(g) + CO2(g)
起始浓度(mol/L) 0.020 0.020 0 0
转化浓度(mol/L) x x x x
平衡浓度(mol/L) 0.02-x 0.02-x x x
(6)考查盖斯定律的应用。根据已知反应可知,②×2-①-③×2即得到2N2H4(g) + N2O4(g)=3N2(g) + 4H2O(g) ,所以反应热△H=-534.0 kJ·mol-1×2-67.7 kJ·mol-1+26.35 kJ·mol-1×2=-1083.0 kJ·mol-1。
核心考点
试题【低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源。煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。已知:CO(g) + H2O(g)H2(g) + CO2(g)的平衡】;主要考察你对原电池原理等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.常温下能够进行的化学反应都是放热反应,高温下进行的反应都是吸热反应 |
B.常温常压下,pH = 1的盐酸中约含有6.02×1023个氢离子 |
C.常温常压下,0.5mol氮气和氢气的混合气体体积大于11.2L |
D.原电池装置的正、负极可以是同一种金属 |
已知:①2C3H8(g) +7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l) △H1= -2741.8kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △H2= -566kJ/mol
(1)反应C3H8(g) +5O2(g) = 3CO2(g) +4H2O(l)的△H=
(2)现有1mol C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成1mol CO和2mol CO2以及气态水,将所有的产物通入一个固定体积为1L的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)△H1=" +" 41.2kJ/mol
5min后体系达到平衡,经测定,H2为0.8mol,则v(H2)= ,此过程吸收的热量为________________________.
(3)依据(1)中的反应可以设计一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丙烷气体;燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在其内部可以传导O2—。在电池内部O2—由____极移向____极(填“正”或“负”);电池的负极电极反应式为 。
(4)用上述燃料电池用惰性电极电解足量Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液。电解开始后阴极的现象为____ 。
A.反应C(s)+CO2(g)=2CO(g);△H>0,在任何条件下均不能自发进行 |
B.铅蓄电池在放电过程中,溶液的PH值增加 |
C.常温下,在0.1mol/L氨水中,加入少量NH4Cl晶体,溶液的pH减小 |
D.温度一定时,水的离子积常数Kw不随外加酸(碱)浓度的改变而改变 |
A.图l为某金属单质晶体中原子的堆积方式,则其晶胞构型为体心立方 |
B.图2为钢闸门的防腐原理示意图,则钢闸门应与电源的正极相连 |
C.图3表示CH3COOH溶液中加水时溶液的导电性变化,则CH3COOH溶液的pH:a>b |
D.图4表示在容积相同的恒容密闭容器中,等量的N02在不同温度下反应: |
PbO与焦炭煅烧时可能会发生如下反应:
PbO(s)+C(s)=Pb(s)+CO(g) ΔH=+108.5 kJ·mol—1 ①
PbO(s)+CO(g)=Pb(s)+CO2(g) ΔH=-64 kJ·mol—1 ②
(1)已知Pb与O2反应的热化学方程式为:2Pb(s)+O2(g)=2PbO(s) ΔH=-438 kJ·mol—1
则C完全燃烧的热化学方程式为 。
(2)能提高反应②中PbO转化率的措施有 (填字母)。
a.升高温度 b.增大压强 c.加入焦炭 d.加入催化剂
(3)制备过程中会产生SO2、NO、CO等有毒气体,可将它们按一定比例混合在一定条件下反应得到S、N2和CO2。若SO2与NO的体积比为1∶2,该反应的化学方程式为 。
(4)水溶液中铅的存在形态有多种,各形态的浓度分数α随溶液pH变化的关系如下图所示:
pH=6.5时,Pb2+水解的离子方程式为 ;加入NaClO制备PbO2之前需先用NaOH调节溶液pH至12.5,理由是 。
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