【題目】實(shí)施以節(jié)約能源和減少廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應(yīng)對(duì)全球氣候問題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的必然選擇;ば袠I(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求。試運(yùn)用所學(xué)知識(shí),回答下列問題:
(1)已知某溫度下某反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為:K=,它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為:__________________。
(2)已知在一定溫度下,
①C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH1=a kJ/mol 平衡常數(shù)K1;
②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH2=b kJ/mol 平衡常數(shù)K2;
③C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH3 平衡常數(shù)K3。
則K1、K2、K3之間的關(guān)系是________,ΔH3=__________________(用含a、b的代數(shù)式表示)。
(3)煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實(shí)際問題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器時(shí),發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如表所示:
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是______反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),若在500 ℃時(shí)進(jìn)行,設(shè)起始時(shí)CO和H2O的起始濃度均為0.020 mol/L,在該條件下,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為________。
(4)高爐煉鐵產(chǎn)生的廢氣中的可進(jìn)行回收,使其在一定條件下和反應(yīng)制備甲醇: 。請(qǐng)回答下列問題;
①若在溫度和容積相同的三個(gè)密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,測得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
容器 | 反應(yīng)物投入的量 | 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 | 的濃度 | 能量變化(、、均大于0) |
甲 | 1 和2 | 放出熱量 | ||
乙 | 1 | 放出熱量 | ||
丙 | 2 和4 | 放出熱量 |
則下列關(guān)系正確的是__________。
a. b. c. d.
e.該反應(yīng)若生成1 ,則放出(熱量
②若在一體積可變的密閉容器中充入1 、2和1,達(dá)到平衡時(shí)測得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍,則該反應(yīng)向__________(填“正”或“逆”)反應(yīng)方向移動(dòng)。
【答案】 CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) K3=K1·K2 (a+b)kJ/mol 放熱 75% ade 正
【解析】(1)平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積,在平衡常數(shù)中,分子為生成物,分母為反應(yīng)物,結(jié)合質(zhì)量恒定律分析書寫;
(2)根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式推斷;應(yīng)用蓋斯定律來求△H3;
(3)平衡常數(shù)隨溫度的變化來判斷正反應(yīng)方向是吸熱還是放熱,可以根據(jù)三行式結(jié)合平衡常數(shù)來求轉(zhuǎn)化率;
(4)①a.甲、乙是完全等效平衡,平衡時(shí)各組分的濃度相等;b.丙與甲相比,等效為在甲平衡的基礎(chǔ)上再加入1mol CO和2mol H2,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),丙中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率大于甲;c.丙與甲相比,等效為在甲平衡的基礎(chǔ)上再加入1mol CO和2mol H2,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率增大,但2α1不一定等于α3 ;d.CO的轉(zhuǎn)化率為α1,則平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為(1-α1)mol,乙中平衡時(shí)甲醇的轉(zhuǎn)化率為α2,乙中平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為α2mol,甲與乙是完全等效平衡,平衡時(shí)對(duì)應(yīng)各組分的含量完全相同;e.令平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為nmol,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的反應(yīng)熱△H=-QkJ/mol,則Q1=(1-n)Q、Q2=nQ,整理得Q=Q1+Q2。
②平衡時(shí)混合氣體密度是同溫同壓下起始時(shí)的1.6倍,據(jù)此判斷反應(yīng)的方向。
(1)平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積,平衡常數(shù)K=中,分子為生成物,分母為反應(yīng)物,所以該反應(yīng)的方程式為CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g),故答案為:CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g);
(2)根據(jù)化學(xué)方程式可知:K1=,K2=,K3=,所以:K3=K1×K2;由①+②可得方程式C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),所以△H3=(a+b)kJ/mol,故答案為:K3=K1×K2;(a+b)kJ/mol;
(3)由圖可知溫度越高K值越小,說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng),
對(duì)于反應(yīng) CO(g) + H2O(g)H2(g)+CO2(g),
開始(mol/L):0.02 0.02 0 0
變化(mol/L): c c c c
平衡(mol/L):0.02-c 0.02-c c c
所以=9,解得c=0.015,所以CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=75%,故答案為:放熱;75%;
(4)①a.甲、乙是完全等效平衡,平衡時(shí)各組分的濃度相等,所以平衡時(shí)甲醇的濃度c1=c2,故a正確;b.丙與甲相比,等效為在甲平衡的基礎(chǔ)上再加入1mol CO和2mol H2,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),丙中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率大于甲,丙中參加反應(yīng)的CO大于甲中的2倍,故2Q1<Q3,故b錯(cuò)誤;c.丙與甲相比,等效為在甲平衡的基礎(chǔ)上再加入1mol CO和2mol H2,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),丙中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率大于甲,但2α1不一定等于α3 ,故c錯(cuò)誤;d.甲與乙是完全等效平衡,平衡時(shí)對(duì)應(yīng)各組分的含量完全相同,CO的轉(zhuǎn)化率為α1,則平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為(1-α1)mol,乙中平衡時(shí)甲醇的轉(zhuǎn)化率為α2,乙中平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為α2mol,故(1-α1)=α2,整理得α1+α2=1,故d正確;e.令平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為nmol,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的反應(yīng)熱△H=-QkJ/mol,則Q1=(1-n)Q、Q2=nQ,整理得Q=Q1+Q2,故1mol CH3OH,則放出(Q1+Q2)kJ熱量,故e正確;故答案為:ade;
②反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變,同溫、同壓下,達(dá)到平衡時(shí),平衡時(shí)混合氣體密度是同溫同壓下起始時(shí)的1.6倍,即氣體密度增大,故平衡向氣體體積縮小方向即向正反應(yīng)方向移動(dòng),故答案為:正。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列敘述中正確的是( )
A.發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)失去電子越多的金屬原子,還原能力越強(qiáng)
B.能與酸反應(yīng)的氧化物,一定是堿性氧化物
C.含金屬元素的離子不一定都是陽離子
D.金屬陽離子被還原后,一定得到該元素的單質(zhì)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知某酸H2A在水中存在下列電離:①H2A=H++HA- ②HA- H++A2- , 下列說法一定正確的是( )
A.Na2A溶液中一定有:c(OH-)= c(H+)+c(HA-)
B.Na2A溶液呈堿性,NaHA溶液可能酸性可能呈堿性
C.Na2A溶液中一定有c(Na+)+c(H+)= c(OH-)+c(A2-) +c(HA-)
D.NaHA溶液一定有c(Na+)>c(HA) >c(OH-)>c(H2A) >c(H+)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】二硫化鉬(MoS2) 被譽(yù)為“固體潤滑劑之王”,利用低品質(zhì)的輝鉬礦( 含MoS2、SiO2以及CuFeS2等雜質(zhì)) 制備高純二硫化鉬的一種生產(chǎn)工藝如下:
回答下列問題:
(1)鉬酸銨的化學(xué)式為(NH4)2MoO4,其中Mo的化合價(jià)為________.
(2)利用聯(lián)合浸出除雜時(shí),氫氟酸可除去的雜質(zhì)化學(xué)式為________如改用FeCl3溶液氧化浸出,CuFeS2雜質(zhì)的浸出效果更好,寫出氧化浸出時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式________。
(3)加入Na2S后,鉬酸銨轉(zhuǎn)化為硫代鉬酸銨[(NH4)MoS4],寫出(NH4)2MoS4與鹽酸生成MoS3沉淀的離子反應(yīng)方程式____________。
(4)由下圖分析產(chǎn)生三硫化鉬沉淀的流程中應(yīng)選擇的最優(yōu)溫度和時(shí)間是___________。
利用化學(xué)平衡原理分析低于或高于最優(yōu)溫度時(shí),MoS3的產(chǎn)率均下降的原因:__________。
(5)高純MoS2中3然會(huì)存在極微量雜質(zhì),如非整比晶體MoS2.8,則該雜質(zhì)中Mo4+與Mo6+的物質(zhì)的量之比為________________。
(6)已知Ksp(BaSO4) =1.1×10-10,Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8),鉬酸鈉品體( NaMoO4·2H2O) 是新型的金屬緩蝕劑,不純的鉬酸鈉溶液中若含少量可溶性硫酸鹽雜質(zhì),可加入Ba(OH)2固體除去SO42-(溶液體積變化忽略),則當(dāng)BaMoO4開始沉淀時(shí),溶液中的c(MoO42-)/c(SO42-)___________(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,將1.0mol/L 鹽酸滴入20mL 10mol/L氨水中,溶液pH隨加入鹽酸體積變化的曲線如右圖所示。下列有關(guān)說法正確的是
A. a點(diǎn),c(NH4+)=c(OH-)
B. b點(diǎn),c(NH4+)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)
C. c點(diǎn),pH=7
D. d點(diǎn),c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】了解有機(jī)物分子中化學(xué)鍵特征以及成鍵方式是研究有機(jī)物性質(zhì)的基礎(chǔ)。下列關(guān)于有機(jī)物分子的成鍵方式的描述不正確的是( )
A. 烷烴分子中碳原子均采用sp3雜化軌道成鍵
B. 炔烴分子中碳碳叁鍵由1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵組成
C. 甲苯分子中所有碳原子均采用sp2雜化軌道成鍵
D. 苯環(huán)中存在6個(gè)碳原子共有的大π鍵
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)的分類組合全部正確的是
編組 | 強(qiáng)電解質(zhì) | 弱電解質(zhì) | 非電解質(zhì) |
A | 氯化鈉 | 水 | 氯氣 |
B | 硫酸 | 碳酸鈣 | 四氯化碳 |
C | 氯化銀 | HD | 蔗糖 |
D | 氫氧化鋇 | 次氯酸 | 乙醇 |
A.AB.BC.CD.D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】碳和硫的化合物在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用非常廣泛。
(1)用生物質(zhì)熱解氣(主要成分CO、CH4、H2)將SO2在高溫下還原成單質(zhì)硫。涉及的部分反應(yīng)如下:
2CO(g)+SO2(g)S(g)+2CO2(g) ΔH1=+8.0 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH3=-483.6kJ·mol-1
則2H2(g)+SO2(g)S(g)+2H2O(g) ΔH4=__________。
(2)CO2經(jīng)催化加氫可合成低碳烯烴:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)△H。在0.1MPa時(shí),按n(CO2):n(H2)=1:3投料,如圖所示不同溫度(T)下,平衡時(shí)的四種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量(n)的關(guān)系。
①該反應(yīng)為____反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。
②曲線c表示的物質(zhì)為____________。
③為提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,除改變溫度外,還可采取的措施是________【要求答2條】。
④恒溫恒容下,能夠說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是_______(填序號(hào));
A.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化
B.混合氣體的密度不發(fā)生變化
C.n(CO2):n(H2):n(C2H4):n(H2O)=2:6:1:4
D.單位時(shí)間內(nèi)生成6molH2,同時(shí)生成4 molH2O
(3)欲用1 L Na2CO3溶液將6.99gBaSO4固體全都轉(zhuǎn)化為BaCO3,則所用的Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度至少為_________________。(忽略溶液體積的變化)[已知:常溫下Ksp(BaSO4)=1×10-11,Ksp(BaCO3)=1×10-10]。
(4)在25℃時(shí),將a mol·L-1的氨水溶液與0.02 mol·L-1HCl溶液等體積混合后溶液液呈中性,則氨水的電離平衡常數(shù)Kb=______________。
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