【题目】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)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJmol-1。
①该反应在常温下____________自发进行(填“能”与“不能”);
②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是______________(填字母,下同)。
a.容器中的压强不变 b.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
c.c(CO)=c(H2) d.密闭容器的容积不再改变
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | H2 | CO | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验1中以v(CO2) 表示的反应速率为________________ 。(取小数二位,下同)
②该反应为 _____(填“吸”或“放”)热反应,实验2条件下平衡常数K=________。
③若实验3达平衡时与实验2平衡状态中各物质的质量分数分别相等,且t<3min,则a、b应满足的关系是________________________(用含a、b的数学式表示)。
(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) ,如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJmol-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,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
【答案】不能 b d 0.13mol(Lmin)-1 放 K=0.17 b=2a,a>1 c、d
【解析】
(1)①对于反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJmol-1,ΔH>0,ΔS>0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0反应能自发进行,可知在高温条件下反应能自发进行,常温下不能自发进行;答案为:不能;
②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中发生上述反应,根据“正逆相等,变量不变”可判断一个可逆反应是否达到化学平衡状态;
a.因为容器的容积可变,说明是恒压条件,故容器中的压强不变不能说明反应达到平衡,a错误;
b.1 mol H—H键断裂表示逆反应, 2 mol H—O键断裂表示正反应,且正逆反应速率相等,说明反应达到平衡,b正确;
c.c(CO)=c(H2)并不能说明正逆反应速率相等或各组分的百分含量不变,不能说明反应达到平衡,c错误;
d.因为该反应是一个气体物质的量增加的反应,由于容器的容积可变,随反应进行,容器的容积增大,故当容器的容积不变时说明反应达到平衡,d正确;
故选bd;
(2)①根据CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),结合表中数据,平衡时消耗的CO的物质的量为1.6mol,则生成的CO2的物质的量为1.6mol,CO2的浓度变化为0.8 mol/L,根据可得(CO2)=;
②根据表中1、2两组实验数据,假设温度相同,实验2相对于实验1为减小压强,因为该反应反应前后气体物质的量不变,则两平衡等效,平衡时H2的物质的量应该为0.8mol,但由于温度升高,H2的物质的量为0.4mol,说明升温平衡逆向移动,则该反应为放热反应;容器的容积为2L,结合表中实验2的数据,利用三段式:
则=;
③实验3与实验2反应温度相同,若平衡状态中各物质的质量分数分别相等,则为等效平衡,则a、b应满足的关系是a:b=1:2,即b=2a,若t<3min,说明实验3容器内压强大于实验2,则a>1(或b>2);
答案为:①放 ②0.17 ③b=2a,a>1;
(3)根据图象可知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)为放热反应,在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,
a.升高温度,平衡逆向移动,c(CH3OH)减小,a错误;
b.充入He(g),使体系压强增大,平衡不移动,c(CH3OH)不变,b错误;
c.将H2O(g)从体系中分离出来,平衡逆向移动,c(CH3OH)增大,c正确;
d.再充入1mol CO2和3mol H2,等效成增大压强,平衡正向移动,c(CH3OH)增大,d正确;
故选cd。
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【题目】己知维生素A的结构简式可写为,式中以线示键,线的交点与端点处代表碳原子,并用氢原子数补足四价,但C、H原子未标记出来,关于它的叙述不正确的是( )
A.维生素A的分子式为C20H30O
B.维生素A是一种易溶于水的醇
C.维生素A分子中有异戊二烯的碳链结构
D.1mol维生素A在催化剂作用下最多可与5molH2发生加成反应
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【题目】氨、尿素[CO(NH2)2]都是氮的重要化合物,在工农业生产中应用广泛。
(1)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1
①取1molN2(g)和3molH2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量____92.2kJ(填“>”、“=”或“<”),原因是_______________。
②使用催化剂,该反应△H_____(填“变大”“变小”或“不变”)。
③已知:分别破坏1molN≡N键、1molH-H键需要吸收的能量为:946kJ、436kJ,则破坏1molN-H键需要吸收的能量为_____。
④当容积一定时,能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_______________
a.容器中总压强不变 b.混合气体中c(CO)不变 c.v正(H2)=v逆(N2)
d.c(H2)=c(NH3) e. 混合气体密度不再变化 f.颜色不再变化
g. 混合气体平均相对分子质量不再变化
(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知:
Ⅰ.2NH3(g)+CO2(g)==NH2CO2NH4(s)△H=﹣159.5kJ/mol
Ⅱ.NH2CO2NH4(s)==CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=+116.5kJ/mol
Ⅲ.H2O(l)==H2O(g)△H=+44.0kJ/mol
①写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式_______________________。
②化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化的水,又能发电,尿素燃料电池结构如图所示,回答下列问题:
电池中的负极为_____(填“甲”或“乙”),乙的电极反应式为_____________,电池工作时,理论上每净化1mol尿素,消耗O2的体积(标准状况下)约为_____L。
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【题目】己知热化学方程式C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(g); △H=-1256 kJ·mol-1,下列说法正确的是
A. 乙炔的燃烧热为1256 kJ·mol-1
B. 若生成2mol水蒸气,则放出的热量为2512 kJ·mol-1
C. 若转移10mol电子,则消耗2.5molO2
D. 若形成4mol碳氧共用电子对,则放出的热量为2512kJ
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【题目】在下列各说法中,正确的是
A. 对于2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-Q kJ·mol-1,(Q>0),若反应中充入1mol SO2和足量的氧气反应时,放出的热量一定是Q/2 kJ
B. 热化学方程式中的化学计量数不能用分数表示
C. Zn(s)+H2SO4(aq) ===ZnSO4(aq)+H2(g) ΔH<0,该反应的化学能可以转化为电能
D. ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关
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【题目】中学化学中几种常见物质的转化关系如图所示(图中部分反应物或生成物及反应条件未列出)。已知:A、B、C、D、E是单质, X、Y、Z、M、N、W、H、K是化合物,其中B是短周期中原子半径最大的元素的单质、D和E为应用广泛的金属单质。请回答下列问题:
(1)组成C的元素的原子结构示意图是_____________。
(2)写出B在氧气中燃烧生成的产物与H2O反应的化学方程式___________;
(3)用惰性电极电解X的水溶液的阴极反应方程式________________________;
(4)写出实验室制备M的化学方程式_____________________________________;
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【题目】有MgCl2、Al2(SO4)3的混合溶液,向其中不断加入NaOH溶液,得到沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如图所示,则溶液中MgCl2与Al2(SO4)3的物质的量浓度之比为( )
A.1:1B.1:2
C.3:2D.2:1
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【题目】据最近的美国《农业研究》杂志报道,美国的科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病毒感染者的免疫力,对控制艾滋病毒的蔓延有奇效。已知半胱氨酸的结构简式如图所示,则下列说法错误的是( )
A.半胱氢酸是一种两性物质
B.两分子半胱氨酸,分子间脱去1个水分子形成的有机物结构简式
C.可与NaOH溶液反应放出一种碱性气体
D.半胱氨酸属于α-氨基酸,可由某些蛋白质水解制取
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【题目】与纯水的电离相似,液氨中也存在着微弱的电离:2NH3NH4++NH2-.某温度下,液氨的离子积常数K=c(NH4+)·c(NH2-)=1.6×10-29,若用定义pH一样来规定pN=-lg c(NH4+),则在该温度下,下列叙述正确的是
A. 纯净的液氨中,pN=7
B. 液氨达到电离平衡时c(NH3)=c(NH4+)+c(NH2-)
C. 1 L溶解有0.001 mol NH4C1的液氨溶液,其pN=3
D. 1 L溶解有0.001 mol NaNH2的液氨溶液,其pN=11
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