碳素利用是環(huán)?茖W(xué)家研究的熱點課題。

I.某研究小組現(xiàn)將三組CO(g)與H2O(g)的混合氣體分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  △H<0,得到如下數(shù)據(jù):

實驗組

溫度/℃

起始量(mol)

平衡量(mol)

達(dá)到平衡所

需要時間/min

CO(g)

H2O(g)

CO2(g)

H2(g)

I

800

2

2

x

1

5

II

900

1

2

0.5

0.5

T1

III

900

2

2

a

a

T2

(1)實驗I中,前5min的反應(yīng)速率υ(CO2)=               。

(2)下列能判斷在800℃實驗條件下CO(g)與H2O(g)反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是           。

A.容器內(nèi)壓強不再變化     B.n2(H2)= n(H2O)·n(CO)

C.混合氣體密度不變       D.υ正(CO) =υ逆(CO2)

(3)實驗II和III中CO的平衡轉(zhuǎn)化率:αII(CO)    αIII(CO) (填:>、<或=,下同) ,T1      T2,a=          (填精確數(shù)值)。

(4)若實驗Ⅲ的容器改為在絕熱的密閉容器中進(jìn)行,實驗測得H2O(g)的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的示意圖如下圖所示, b點υ正     υ逆(填“<”、“=”或“>”),t3~t4時刻,H2O(g)的轉(zhuǎn)化率H2O%降低的原因是                  。

(5)CO和H2在一定條件下合成甲醇。

甲醇/空氣堿性燃料電池中,

消耗32g甲醇,電池中有轉(zhuǎn)移4.5 mol電子。

負(fù)極的電極反應(yīng)式為                  。

該電池中電流效率為               。

(電流效率η=×100%)


【答案】

(1)0.1mol•L1•min1(1分)

(2)BD(2分)

(3)>(2分);﹤(1分); -1(2分)

(4)>(2分)該反應(yīng)達(dá)到平衡后,因反應(yīng)為放熱反應(yīng)且反應(yīng)容器為絕熱容器,故容器內(nèi)溫度升高,反應(yīng)逆向進(jìn)行(3分)

(5)CH3OH-6e+8OH=CO32+11H2O(2分)75%(2分)

【解析】

(2)恒溫、恒容條件下,氣體的總物質(zhì)的量始終不變,壓強始終不變,A項錯誤。該條件下平衡常數(shù)為1,B項正確;恒容條件下,反應(yīng)物和產(chǎn)物都是氣體,密度始終不變,C項錯誤。CO、CO2的正反應(yīng)速率相等,轉(zhuǎn)化成CO2的正、逆反應(yīng)速率相等,D項正確。

(3)相同溫度下,增加CO濃度,CO的轉(zhuǎn)化率降低。根據(jù)相同溫度下平衡常數(shù)不變可計算。

(4)b點未達(dá)到平衡,正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大至相等,即正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。

(5)甲醇在負(fù)極上發(fā)生氧化生成碳酸鹽,電極反應(yīng)式為CH3OH-6e+8OH=CO32+11H2O

n(CH3OH)=1mol,n(e)=6 mol,η=×100%=75%


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


某同學(xué)將光亮的鎂條放入盛有NH4Cl溶液的試管中,有大量氣泡產(chǎn)生。為探究該反應(yīng)原理,該同學(xué)做了以下試驗并觀察到相關(guān)現(xiàn)象,由此得出的結(jié)論不合理的是:

選項

實驗及現(xiàn)象

結(jié)論

A

將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口,試紙變藍(lán)

反應(yīng)中有NH3產(chǎn)生

B

收集產(chǎn)生的氣體并點燃,火焰呈淡藍(lán)色

反應(yīng)中有H2產(chǎn)生

C

收集氣體的同事測得溶液的pH為8.0

弱堿性溶液中Mg也可被氧化

D

將光亮的鎂條放入pH為8.6的NaHCO3溶液中,有氣泡產(chǎn)生

弱堿性溶液中OH-氧化了Mg

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下列實驗方案,不能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?/p>

選項

實驗?zāi)康?/p>

實驗方案

A

檢驗食鹽中是否添加KIO3

取食鹽試樣,溶于KI溶液,加入淀淀溶液,觀察溶液是否變藍(lán)

B

驗證硝酸是揮發(fā)性酸

用兩根玻璃棒分別蘸取濃硝酸和濃氨水,然后靠近,觀察是否有白煙產(chǎn)生

C

驗證Br2氧化性強于Fe3+

取少許FeCl2晶體溶于稀鹽酸,加入KSCN觀察溶液是否變紅,滴入溴水后再觀察是否變紅

D

檢驗氯酸鉀中含有氯元素

取少量氯酸鉀加入MnO2充分加熱,殘留物溶于水,取上層清液,滴入硝酸酸化的AgNO3溶液,觀察是否有白色沉淀

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根據(jù)原子結(jié)構(gòu)及元素周期律的知識,下列推斷正確的是

  A.H、D、T三種氫的核素在周期表中的位置不同

  B.元素簡單氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,則非金屬性越強

  C.核外電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,核電荷數(shù)越大其離子半徑也越大

  D.ⅠA與ⅦA元素形成的化合物都是離子化合物

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X、Y、Z、W有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系,則X、Y可能是

①C 、CO            ② S、SO2   

③ AlCl3、Al(OH)3        ④Cl2、FeCl3

A.僅有①③                B.①②③ 

C.僅有②④                D.①②③④

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【定量實驗設(shè)計】某研究性學(xué)習(xí)小組查閱資料獲得晶體M的制備原理,他們進(jìn)行如下探究:

【制備晶體】

以CrCl2•4H2O、過氧化氫、液氨、氯化銨固體為原料,在活性炭催化下,合成了晶體M。

(1)溶液中分離出晶體M的操作包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌和干燥。

他們用冰水和飽和食鹽水的混合物洗滌晶體M,其目的是                       。

制備過程中需要加熱,但是,溫度過高造成的后果是                           。

【測定組成】

為了測定M晶體組成,他們設(shè)計如下實驗。裝置如圖所示(加熱儀器和固定儀器省略)。

為確定其組成,進(jìn)行如下實驗:

①氨的測定:精確稱M晶體,加適量水溶解,注入如圖所示的三頸瓶中,然后逐滴加入足量20% NaOH溶液,通入水蒸氣,將樣品溶液中的氨全部蒸出,用一定量的鹽酸溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶,用一定濃度的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過剩的HCl,到終點時消耗一定體積的 NaOH溶液。

②氯的測定:準(zhǔn)確稱取a g樣品M溶于蒸餾水,配成100 mL溶液。量取25.00 mL配制的溶液用c mol·L1AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,滴加3滴0.01 mol·L1K2CrO4溶液(作指示劑),至出現(xiàn)磚紅色沉淀不再消失為終點(Ag2CrO4為磚紅色),消耗AgNO3溶液為b mL。

(2)安全管的作用是                    。

(3)用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的氯化氫,部分操作步驟是檢查滴定管是否漏液、用蒸餾水洗滌、             、排滴定管尖嘴的氣泡、                   、滴定、讀數(shù)、記錄并處理數(shù)據(jù);下列操作或情況會使測定樣品中NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高的是       (填代號)。

A.裝置氣密性不好           B.用酚酞作指示劑

C.滴定終點時俯視讀數(shù)       D.滴定時NaOH溶液外濺

(4)已知:硝酸銀熱穩(wěn)定性差;Ksp(Ag2CrO4)=1.12×1012,Ksp(AgCl)=1.8×1010

選擇棕色滴定管盛裝標(biāo)準(zhǔn)濃度的硝酸銀溶液,滴定終點時,若溶液中

c(CrO42)為2.8×103 mol·L1,則c(Ag+)=               。

(5)根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù),列出樣品M中氯元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算式                。

如果滴加K2CrO4溶液過多,測得結(jié)果會                (填:偏高、偏低或無影響)。

(6)經(jīng)測定,晶體M中鉻、氨和氯的質(zhì)量之比為104∶136∶213。寫出制備M晶體的化學(xué)方程式                              。

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化學(xué)與生產(chǎn)、生活、社會密切相關(guān)。下列有關(guān)說法中錯誤的是(  )

A.服用鉻含量超標(biāo)的藥用膠囊會對人體健康造成危害

B.血液透析是利用了膠體的性質(zhì)

C.在食品袋中放入盛有硅膠和鐵粉的透氣小袋,可防止食物受潮、氧化變質(zhì)

D.廚房中燃?xì)庑孤,立即打開抽油煙機排氣

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下列實驗操作正確且能達(dá)到預(yù)期目的的是(  )

選項

實驗?zāi)康?/p>

操作

A

比較水和乙醇中羥基氫的活潑性強弱

用金屬鈉分別與水和乙醇反應(yīng)

B

欲證明CH2===CHCHO中含有碳碳雙鍵

滴入KMnO4酸性溶液,看紫紅色是否褪去

C

欲除去苯中混有的苯酚

向混合液中加入濃溴水,充分反應(yīng)后,過濾

D

比較確定銅和鎂的金屬活動性強弱

用石墨作電極電解Mg(NO3)2、Cu(NO3)2的混合液

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下列說法中不正確的是(  )

A.一般σ鍵比π鍵電子云重疊程度大,形成的共價鍵強

B.兩個原子之間形成共價鍵時,最多有一個σ鍵

C.氣體單質(zhì)中,一定有σ鍵,可能有π鍵

D.N2分子中有一個σ鍵,兩個π鍵

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