(17分)合成氨工业上常用下列方法制备H2:
方法:
方法:
试计算25℃时由方法②制备l000g H2所放出的能量为_________ kJ。
(2)在一定的条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器,发生反应:
其相关数据如下表所示:
①T1_________T2(填“>”、“=”或“<”);
T1℃时,该反应的平衡常数K="_________" 。
②乙容器中,当反应进行到1.5min时,H2O(g)的物质的量浓度范围是_________。
③一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是_________。
A.
B.混合气体的密度保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
④某同学为了研究反应条件对化学平衡的影响,测得逆反应速率与时间的关系如图所示:
可见在t1、t3、t5、t7时反应都达了到平衡状态,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件,则从t1到t8哪个时间段H2O (g)的平衡转化率最低_________,t4时刻改变的条件是__________。
⑤在25 ℃时,c mol/L,的醋酸与0.02mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液刚好呈中性,
用含c的代数式表示CH3COOH的电离常数Ka=_________。
(17分)(1)20500kJ (2分)
(2)① > (2分) 12.8(2分)
② <1.4mol/L (2分)
③BD(选全得2分,漏选得1分,有错选0分)
④t7-t8(或“t7到t8”)(2分) 降低温度(2分)
⑤ 2×10-9/(c-0.02) (3分)
解析试题分析:(1)根据盖斯定律得由方法②制取氢气的热化学方程式可由已知中的反应得到,每生成1mol氢气放出的热量=①-②-③=(394-111-242)kJ=41kJ,1000g氢气的物质的量是500mol,所以制备l000g H2所放出的能量为500×41=20500kJ;
(2)①由表中数据可计算各物质的平衡浓度,所以T1的化学平衡常数K1=1.62×0.8/0.42=12.8,同理可计算T2的平衡常数K2=1.35,因为该反应是吸热反应,K1> K2,所以T1>T2
②反应进行到一半时,若按反应速率一直不变计算,1.5min时水蒸气的浓度是2mol/L-0.6mol/L=1.4mol/L,但是反应速率随反应的进行逐渐减小,前一半的反应速率大于后一半的反应速率,所以消耗水蒸气的浓度较大,则剩余水蒸气的浓度应小于1.4mol/L;
③A、平衡时氢气的正反应速率是二氧化碳逆反应速率的2倍,错误;B、该反应有固体参与,所以气体的质量一直在变,当达到平衡时气体的质量不再变化,容器的体积一直不变,所以当气体的密度不变时证明已达平衡状态,正确;C、气体的浓度之比符合化学计量数之比时 不能判断平衡是否到达,错误;D、混合气体的质量与气体的物质的量在未达平衡时一直在变,即气体的平均相对分子质量在变,平衡时混合气体的质量、物质的量均固定,混合气体的平均相对分子质量不再变化,正确,答案选BD;
④H2O (g)的平衡转化率最低,证明平衡一直逆向移动,t2~t4逆反应速率陡然增大后减小至不变,说明改变的一个条件是增大压强,平衡逆向移动;t4~t6逆反应速率陡然减小至不变,说明改变的条件是降低温度,平衡逆向移动;t6~t7逆反应速率先不变再逐渐增大至不变,说明改变的条件是又充入了水蒸气,虽然平衡正向移动,但水蒸气的转化率降低了,所以水蒸气的转化率最低的是t7-t8;t4时刻改变的条件是降低温度;
⑤混合溶液呈中性证明c(OH-)= c(H+)=1×10-7mol/L,根据电荷守恒得c(Na+)=c(CH3COO-)=0.01mol/L,因为醋酸钠溶液呈碱性,现在溶液呈中性,说明醋酸过量,所以剩余醋酸的物质的量浓度是(c-0.02)/2mol/L,则产生的电离平衡常数K= c(H+) c(CH3COO-)/ c(CH3COOH)= 2×10-9/(c-0.02)。
考点:考查化学平衡状态的判断,转化率的判断,对图像的分析,反应热效应的计算,混合溶液的计算
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(16分)化工工业中常用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯。已知某温度下:
反应①:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),ΔH=" +41.2" kJ/mol;
反应②:(g)(g)+H2(g),ΔH=" +117.6" kJ/mol。
①、②的化学反应平衡常数分别为K1、K2。
(1)请写出二氧化碳氧化乙苯制备苯乙烯的热化学反应方程式 。该反应的化学平衡常数K= (用K1、K2表示)。
(2)恒温恒容条件下,反应①达到平衡后,t1时刻通入少量CO2。请
画出t1之后的正逆反应曲线,并作出标注。
(3)已知某温度下,Ag2SO4饱和溶液中c(Ag+)="0.04" mol/L,则该温度
下Ksp(Ag2SO4)= 。(保留两位有效数字)
(4)电解法制备高铁酸钠(Na2FeO4),总反应式为:Fe+2H2O+2OH-=FeO42-+3H2↑,电解质溶液选用NaOH溶液。该电解池阳极材料是 (写化学式);阳极的电极反应式为__ _________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(8分) 关于反应热请回答如下问题:
(1)向1L1mol/L的NaOH溶液中加入下列物质:①浓H2SO4;②稀硝酸;③稀醋酸,恰好完全反应的热效应为△H1、△H2、△H3,则三者由小到大顺序为 。
(2) 实验测得,向200mL1mol/L的NaOH溶液中加入稀醋酸恰好反应放出Q kJ的热量,请写出热化学反应方程式:_________________________ 。
(3)已知反应CH3—CH3(g)―→CH2=CH2(g)+H2(g),有关化学键的键能如下。
化学键 | C—H | C=C | C—C | H—H |
键能/kJ·mol-1 | 414.4 | 615.3 | 347.4 | 435.3 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(15分)氨是最重要的化工产品之一。
(1)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如下图所示。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)CO对合成氨的催化剂有毒害作用,常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中CO,其反应原理为:[Cu(NH3)2CH3COO] (l)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3] CH3COO·CO(l) △H<0。吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用,再生的适宜条件是 。
(填写选项编号)
A.高温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.低温、高压
(3)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H<0
某温度下,向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2,该反应进行到40 s时达到平衡,此时CO2的转化率为50%。该温度下此反应平衡常数K的值为_________。下图中的曲线表示该反应在前25 s内的反应进程中的NH3浓度变化。若反应延续至70s,保持其它条件不变情况下,请在图中用实线画出使用催化剂时该反应的进程曲线。
(4)将尿素施入土壤后,大部分是通过转化为碳酸铵或碳酸氢铵后才被作物所利用,尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下,转化为碳酸铵。已知弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)如下表:
弱电解质 | H2CO3 | NH3·H2O |
电离平衡常数 | Ka1=4.30×10-7 Ka2=5.61×10-11 | 1.77×10-5 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(14分)运用化学反应原理分析解答以下问题
(1)已知: ①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △Hl= -91kJ·mol-l
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2= -24 kJ·mol-l ③CO(g) +H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H3= -41 kJ·mol-l
且三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3
则反应 3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g) △H= .
化学平衡常数K= (用含K1、K2、K3的代数式表示)。
(2)一定条件下,若将体积比为1:2的CO和H2气体通入体积一定的密闭容器中发生反应
3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g),下列能说明反应达到平衡状态是 。
a.体系压强保持不变 B.混合气体密度保持不变
c. CO和H2的物质的量保持不变 d.CO的消耗速度等于CO2的生成速率
(3)氨气溶于水得到氨水。在25℃下,将x mol.L-l的氨水与y mol.L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液显中性,则c(NH4+)____c(Cl-)(填“>”、“<”、“=”);用含x和y的代数式表示出氨水的电离平衡常数 .
(4)科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法,其装置用铂黑作电极、加入电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入NH3。其电池反应式为:4NH3+3O2 = 2N2+6H2O,电解质溶液应显 (填“酸性”、“中性”、“碱性”),
写出正极的电极反应方程式 .
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
丙烷在燃烧时能放出大量的热,它也是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活。已知:
①2C3H8(g)+7O2(g) =6CO(g)+8H2O(g) △H =-2389.8 kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) =2CO2(g) △H =-566 kJ/mol
③H2O(l) = H2O(g) △H ="+" 44.0 kJ/mol
(1)写出C3H8燃烧时燃烧热的热化学方程式 。
(2)C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成CO、CO2、H2O(g),将所有的产物通入一个体积固定的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:CO(g) +H2O(g) CO2(g) +H2(g)该反应的平衡常数与温度的关系如下表:
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
| H2O | CO | CO2 | H2 |
甲 (质量/g) | 1.8 | 8.4 | a | 1 |
乙 (质量/g) | 1.8 | 2.8 | 0 | 0 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(14分)2013年10月我市因台风菲特遭受到重大损失,市疾控中心紧急采购消毒药品,以满足灾后需要。复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留,其主要成分H2O2是一种无色粘稠液体,请回答下列问题:
⑴火箭发射常以液态肼(N2H4)为燃料,液态H2O2为助燃剂。已知:
N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H="-" 534 kJ·mol-1 ①
H2O2(1)=H2O(1)+1/2O2(g) △H="-" 98.64 kJ·mol-1 ②
H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-l ③
则反应N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g)的△H= ,
⑵据报道,以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为+3价)和H2O2作 原料的燃 料电池,负极材料采用Pt/C,正极材料采用MnO2,可用作空军通信卫星电,其工作原理如图所示。
则该电池的正极反应____ ___
⑶H2O2是一种不稳定易分解的物质。右图是H2O2在没有催化剂时反应进程与能量变化图,请在图上画出使用催化剂加快分解速率时能量与进程图 。
⑷某化学兴趣小组欲测定H2O2的分解速率,取溶液0.5L进行分析,数据如表格所示:
t(S) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
n(H2O2) (moL) | 0.8 | 0.7 | 0.62 | 0.55 | 0.27 | 0.03 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究.
(1)O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成:
①I-(aq)+ O3(g)= IO-(aq)+O2(g)△H1
②IO-(aq)+H+(aq) HOI(aq) △H2
③HOI(aq) + I-(aq) + H+(aq) I2(aq) + H2O(l) △H3
总反应的化学方程式为__ ____,其反应△H=___ ___
(2)在溶液中存在化学平衡:I2(aq) + I-(aq) I3-(aq),其平衡常数表达式为_______.
(3)为探究Fe2+ 对O3氧化I-反应的影响(反应体如左图),某研究小组测定两组实验中I3-浓度和体系pH,结果见右图和下表。
①第1组实验中,导致反应后pH升高的原因是_______。
②图13中的A为__ ___,由Fe3+生成A的过程能显著提高Ⅰ-的转化率,原因是 。
③第2组实验进行18s后,I3-浓度下降。导致下降的直接原因有(双选)______。
A.c(H+)减小 | B.c(I-)减小 | C.I2(g)不断生成 | D.c(Fe3+)增加 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
I.“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题:
(1)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),得到如下二组数据:
实验组 | 温度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
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