【题目】煤化工是以煤为原料,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过程.
(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)△H=+131.3kJmol﹣1 , △S=+133.7J(Kmol)﹣1
①该反应能否自发进行与有关;
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.1molH﹣H键断裂的同时断裂2molH﹣O键
c.v正(CO)=v逆(H2O) d.c(CO)=c(H2)
(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 | 5 |
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 .
②该反应的逆反应为(填“吸”或“放”)热反应
③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即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),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1L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3molH2 .
【答案】
(1)温度;a、b、c
(2)0.16mol?(L?min)﹣1;吸;b=2a,a>1
(3)c、d
【解析】解:(1)①已知△H=+131.3kJmol﹣1 , △S=+133.7J(Kmol)﹣1 , 反应能自发进行,应使△G=△H﹣T△S<0,即131.3×1000﹣133.7T<0,T> =980.5K,应在较高的温度下才能进行,所以该反应能否自发进行与温度有关,所以答案是:温度;②a.反应前后气体的体积不铜,容器中的压强都不变,可说明达到平衡状态,故a正确;b.1molH﹣H键断裂的同时断裂2molH﹣O键,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故b正确;c.v正(CO)=v逆(H2O),说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故c正确;d.c(CO)=c(H2)不能确定反应是否达到平衡状态,平衡时各物质的浓度取决于反应物的配料比和转化的程度,故d错误,所以答案是:a、b、c;(2)①v(CO2)=v(CO)=
=0.16mol(Lmin)﹣1 , 所以答案是:0.16mol(Lmin)﹣1;②根据CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)可知压强对平衡移动无影响,如果在650℃,H2O、CO的物质的量改为1mol、2mol,达到平衡时CO的物质的量应为1.2mol,而900℃时CO的物质的量应为1.6mol,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,逆反应为吸热反应,所以答案是:吸;③压强对平衡移动无影响,若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),应满足所加物质与原来的配比数相等,则b=2a,t<3min,说明反应速率较大,在相同温度下,浓度越大反应速率越大,则应有a>1或加入合适的催化剂,所以答案是:b=2a,a>1;(3)a.升高温度平衡向逆反应方向移动,CH3OH减小,故a错误; b.充入He(g),使体系压强增大,但平衡没有移动,故b错误;c.将H2O(g)从体系中分离出来,平衡向正反应方向移动,CH3OH浓度增大,故c正确; d.再充入1mol CO2和3mol H2 , 平衡向正反应方向移动,CH3OH浓度增大,故d正确.所以答案是:c、d.
【考点精析】解答此题的关键在于理解反应速率的定量表示方法的相关知识,掌握反应速率的单位:mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t,以及对化学平衡状态本质及特征的理解,了解化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效).
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【题目】将N2和H2置于2L密闭容器中,反应2min后,生成0.8molNH3 . 在这段时间内,用N2浓度变化表示的反应速率为( )
A.0.05molL﹣1min﹣1
B.0.1molL﹣1min﹣1
C.0.2molL﹣1min﹣1
D.0.4molL﹣1min﹣1
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【题目】某有机物是药物生产的中间体,其结构简式如图。下列有关叙述正确的是( )
A. 该有机物与溴水发生加成反应
B. 该有机物与浓硫酸混合加热可发生消去反应
C. 1 mol该有机物与足量NaOH溶液反应最多消耗3 mol NaOH
D. 该有机物经催化氧化后能发生银镜反应
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【题目】以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图.回答下列问题:
(1)B极上的电极反应式为
(2)若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗的甲烷的体积为(标况下).
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【题目】下列实验能达到目的的是
A. 加热除去NaHCO3固体中的Na2CO3
B. 用NaOH溶液除去CO2中的SO2气体
C. 用双氧水除去Fe2(SO4)3溶液中的少量FeSO4
D. 用BaCl2溶液除去NaCl溶液中的K2SO4
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【题目】设NA是阿伏加德罗常数的数值,下列说法不正确的是( )
A.标准状况下,2.24 L Cl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA
B.1 mol Na2O和Na2O2混合物中含有的阴、阳离总数是3 NA
C.常温常压下,8 g SO3所含的氧原子的数目为0.3NA
D.过氧化钠与H2O反应,每生成0.1mol氧气,转移电子的数目为0.2NA
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【题目】在同温同压下,A容器中盛有H2,B容器中盛有NH3,若使它们所含的原子总数相等,则两种气体的物质的量之比( )
A. 2:1 B. 1:2 C. 2:3 D. 1:3
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【题目】根据所学知识完成下面小题:
(1)H2O2水溶液给称双氧水,医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口,对下列A﹣C涉及H2O2的反应,填写下列空白:A、H2O2+Cl2═HCl+O2
B、H2O2+2I﹣+2H+═I2+2H2O
C、2H2O2 2H2O+O2
D、CaO+H2O=Ca(OH)2
①H2O2仅体现氧化性的反应是(填代号,下同)
②H2O2既有氧化性又有还原性的是
③H2O2仅体现还原性的是
④H2O既无氧化性又无还原性的是
(2)已知CuO具有氧化性,能够与NH3反应生成两种单质和H2O,请写出在加热条件下CuO与NH3反应的化学方程式
(3)在一定条件下,RO 与Cl2反应如下:RO
+Cl2+2OH═RO
+2Cl+H2O由以上反应可知上述过程中RO
被(填“氧化”或“还原”),RO
元素R的化合价是 .
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