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已知在一定条件下,CH4与NO2存在以下可逆反应:CH4(g)+4NO2(g)  4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-x 
kJ/mol,现取12mol CH4与NO2的混合物在该条件下反应至平衡时,共转移电子16mol,并放出热量1148kJ,则该反应中的x值及12mol混合气体中CH4与NO2的物质的量之比为( )
A.x=1148,
B.x=574,
C.x=574,
D.x=574,
【答案】分析:反应中甲烷是还原剂,二氧化氮是氧化剂,甲烷中碳元素由-4价升高为+4价,根据电子转移可知,参加反应甲烷的物质的量为2mol,放出热量1148kJ,所以2x=1148,故x=574;
由于反应为可逆反应,所以混合气体中甲烷的物质的量大于2mol,由于有2mol的甲烷反应,所以二氧化氮的物质的量至少由8mol,据此判断合气体中CH4与NO2的物质的量之比.
解答:解:反应中甲烷是还原剂,二氧化氮是氧化剂,甲烷中碳元素由-4价升高为+4价,令参加反应的甲烷为ymol,根据电子转移可知,8y=16,解得y=2,所以参加反应甲烷的物质的量为2mol,放出热量1148kJ,所以2x=1148,故x=574;
由于反应为可逆反应,所以混合气体中甲烷的物质的量大于2mol,由于有2mol的甲烷反应,所以二氧化氮的物质的量至少由8mol,即甲烷的物质的量2mol<n(CH4)<12mol-8mol=4mol,8mol<n(NO2)<12mol-2mol=10mol.
所以混合气体中CH4与NO2的物质的量之比,即
故选:D.
点评:考查氧化还原反应的计算,难度中等,注意反应为可逆反应,根据可逆反应的特点判断甲烷与二氧化氮的范围是关键.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

已知在一定条件下可以一步反应生成二元醇,例如:
CH2=CH2
一定条件
HOCH2CH2OH现以甲基丙烯为原料合成有机玻璃D和环状化合物E(C8H12O4):

(1)试写出下列的结构简式:A、
 E、

(2)写出下列反应的化学方程式:B→C
;C→D
;D→有机玻璃

(3)若B在一定条件下可形成高分子化合物,该反应的化学方程式为
,反应类型为
缩聚反应
缩聚反应

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科目:高中化学 来源: 题型:

(1)某非金属元素A的氧化物B能与NaOH溶液反应生成盐C的溶液,向C的溶液中加入过量盐酸,生成沉淀D.则C与盐酸反应生成D的离子方程式是
SiO32-+2H+=H2SiO3
SiO32-+2H+=H2SiO3

(2)已知,在通常状况下A、B、C三种气体都是中学化学中的常见物质,向A的水溶液中滴入品红试液,品红褪色,将溶液加热后,溶液颜色无明显变化;向B的水溶液中滴入品红试液,品红褪色,将溶液加热后,溶液又呈红色;向C的水溶液中滴入红色石蕊试液,溶液呈蓝色.据此回答下列问题:
①将适量的A通入B的水溶液中发生反应的化学方程式是
Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4
Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4

②已知在一定条件下C能够发生下列转化:C
O2
D
O2
E
H2O
F,则C→D反应的化学方程式为
4NH3+5O2
催化剂
.
4NO+6H2O
4NH3+5O2
催化剂
.
4NO+6H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择.化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求.如图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:

(1)该产业链中属于高中阶段常见的在低温下能自发进行的反应是:
N2+3H2?2NH3或NH3+HNO3═NH4NO3
N2+3H2?2NH3或NH3+HNO3═NH4NO3

(2)已知该产业链中某反应的平衡表达式为:
K=
c(H2)c(CO)
c(H2O)
它所对应的化学反应为:
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)

(3)已知在一定温度下,
C(s)+CO2(g)?2CO(g)平衡常数K1
CO(g)+H2O(g )?H2(g)+CO2(g)平衡常数K2
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)  平衡常数K3
则K1、K2、K3之间的关系是:
K3=K1×K2
K3=K1×K2

(4)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题.已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃ 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
该反应的正反应方向是
放热
放热
反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为:
75%
75%

(5)从图1看出氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等.已知NO2和N2O4的结构式分别是.实验测得N-N键键能为167kJ?mol-1,NO2中氮氧键的键能为466kJ?mol-1,N2O4中氮氧键的键能为438.5kJ?mol-1.请写出NO2转化为N2O4的热化学方程式
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-57kJ?mol-1
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-57kJ?mol-1
.对反应N2O4(g)?2NO2(g),在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示.下列说法正确的是
D
D

A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(6)0.2mol/L的NaOH与0.4mol/L的上述产业链中一产品化肥硝酸铵溶液等体积混合后,溶液中所有分子和离子( 除水和氨分子外)等微粒从大到小的顺序是
c(NO3-)>c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3?H2O)>c(OH-)>c(H+
c(NO3-)>c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3?H2O)>c(OH-)>c(H+

(7)以上述产业链中甲醇为燃料制成燃料电池,请写出在氢氧化钾介质中该电池的负极反应式
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:

煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题.
已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如表:
温度/℃ 400 500 800
平衡常数Kc 9.94 9 1
试回答下列问题:
(1)上述正向反应是:
放热
放热
 反应(选填:放热、吸热).
(2)在800℃发生上述反应,以下表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有
BCE
BCE
(选填A、B、C、D、E).
A B C D E
n(CO2 3 1 0 1 1
n(H2 2 1 0 1 2
n(CO) 1 2 3 0.5 3
n(H2O) 5 2 3 2 1
(3)已知在一定温度下:C(s)+CO2(g) 2CO(g)平衡常数K;
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)  平衡常数K1
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) 平衡常数K2
则K、K1、K2之间的关系是:
K=
K1
K2
K=
K1
K2

(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:
75%
75%

(5)若在800℃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,则y随x变化的函数关系式为:y=
x
x

(6)在VL密闭容器中通入10molCO和10mol水蒸气,在T℃达到平衡,然后急速除去水蒸气(除水蒸气时各物质的物质的量不变),将混合气体燃烧,测得放出的热量为2842kJ(已知CO燃烧热为283kJ/mol,H2燃烧热为286kJ/mol),则T℃平衡常数K=
4
9
4
9

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

精英家教网Ⅰ工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯:CH3COOH(l)+C2H5OH(l)
H2SO4
CH3COOC2H5(l)+H2O(l)△H=-8.62kJ?mol-1
已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸点依次为118℃、78℃和77℃.在其他条件相同时,某研究小组进行了多次实验,实验结果如图所示.(1)该研究小组的实验目的是
 

(2)60℃下反应40min与70℃下反应20min相比,前者的平均反应速率
 
后者(填“小于”、“等于”或“大于”).
(3)如图所示,反应时间为40min、温度超过80℃时,乙酸乙酯产率下降的原因可能是
 
(写出两条).
Ⅱ.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题.
已知:CO(g)+H2O(g)??H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
试回答下列问题:
(1)在800℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有
 
(选填“A、B、C、D、E”).
n(CO) n(H2O) n(H2 n(CO2
A 1 5 2 3
B 2 2 1 1
C 3 3 0 0
D 0.5 2 1 1
E 3 1 2 1
(2)已知在一定温度下,C(s)+CO2(g)??2CO(g)平衡常数为K;
C(s)+H2O(g)??CO(g)+H2(g) 平衡常数为K1
CO(g)+H2O(g)??H2(g)+CO2(g) 平衡常数为K2
则K、K1、K2之间的关系是
 

(3)在V L密闭容器中通入10mol CO和10mol水蒸气,在T℃达到平衡,然后急速通过碱石灰,将所得混合气体燃烧,测得放出的热量为2 842kJ(已知CO燃烧热为283kJ?mol-1,H2燃烧热为286kJ?mol-1),则T℃平衡常数K=
 

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