【題目】下圖為我國目前的能源消費結(jié)構(gòu)圖:

(1)由圖中數(shù)據(jù)可知,一定時期內(nèi),我國的能源結(jié)構(gòu)仍以煤碳為主,但直接燃燒煤炭的弊端是____。

(2)將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣可有效降低煤對環(huán)境的破壞性,能量變化如圖所示:

根據(jù)以上數(shù)據(jù),寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_________________;

(3)甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料。將煤液化將克服直接將煤作為燃料的不足。其反應(yīng)原理為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)。

①在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟,該反?yīng)能自發(fā)進(jìn)行。則該反應(yīng)ΔH______0(填“>”、“<”或“=”)

②在體積一定的密閉容器中發(fā)生該反應(yīng),達(dá)到平衡后升高溫度,下列說法正確的是______

A.平衡正向移動 B.達(dá)到新的平衡后體系的壓強(qiáng)增大

C.H2的轉(zhuǎn)化率增大 D.體系的密度增大

③下列敘述能說明此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______。(填字母)

a.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變 b.1 mol CO2生成的同時有3 mol H—H鍵斷裂

c.CO2的轉(zhuǎn)化率和H2的轉(zhuǎn)化率相等 d.混合氣體的密度保持不變

④在相同起始溫度(500℃)、起始體積相同(2L)的三個密閉容器中分別進(jìn)行該反應(yīng),控制不同條件,反應(yīng)過程中部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表:

反應(yīng)時間

CO2/mol

H2/mol

CH3OH/mol

H2O/mol

反應(yīng)Ⅰ:恒溫恒容

0 min

2

6

0

0

10 min

4.5

反應(yīng)Ⅱ:恒溫恒壓

0 min

1

3

1

1

反應(yīng)Ⅲ:絕熱恒容

0 min

0

0

2

2

查閱資料發(fā)現(xiàn)500℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為2.5。則反應(yīng)Ⅰ在10min時v______v,則反應(yīng)均達(dá)到平衡時,反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ?qū)Ρ菻2的百分含量關(guān)系w%(H2______w%(H2),反應(yīng)Ⅰ、Ⅲ對比:平衡時CH3OH的濃度c(I)_______c(Ⅲ)(本小題均用“>”、“<”或“=”填空)。

【答案】污染大,資源利用率低C(s)+H2O(g) == CO(g)+H2(g) △H=+131.5kJ/mol<Bab><<

【解析】

(1)煤燃燒會產(chǎn)生二氧化硫等對環(huán)境有危害的氣體,且利用低下;

因此,本題正確答案為:污染大,資源利用率低;

(2)根據(jù)圖像可知,反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以C(s)+H2O(g) == CO(g)+H2(g) △H=+131.5kJ/mol,

因此,本題正確答案為:C(s)+H2O(g) == CO(g)+H2(g) △H=+131.5kJ/mol;

(3)①根據(jù)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行時焓減熵增的原則,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)是熵減的反應(yīng),若反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則焓減即反應(yīng)的ΔH<0;

因此,本題正確答案為:<;

②A 、升高溫度,平衡逆向移動,故A錯誤;

B 、升高溫度,平衡逆向移動,氣體分子數(shù)增多,達(dá)到新的平衡后體系的壓強(qiáng)增大,B正確;

C 、升高溫度,平衡逆向移動,H2的轉(zhuǎn)化率減小,故C錯誤;

D、恒容密閉容器中,容器的體積不變,氣體的質(zhì)量不變,所以氣體的密度始終不變,故D錯誤;

因此,本題正確答案為:B;

③a.該反應(yīng)是氣體的物質(zhì)的量變化的可逆反應(yīng),混合氣體的平均相對分子質(zhì)量一直變化,當(dāng)達(dá)到平衡時,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變,a正確,

b.1 mol CO2生成的同時有3 mol H—H鍵斷裂,表示正逆反應(yīng)速率相等,是達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志,故b正確;

c.CO2的轉(zhuǎn)化率和H2的轉(zhuǎn)化率相等,不能說明正逆反應(yīng)速率相等,不是平衡狀態(tài)的標(biāo)志,故c錯誤;

d. 氣體的密度=m()/V,反應(yīng)前后各物質(zhì)均為氣體,容器的體積不變,氣體的質(zhì)量不變,所以氣體的密度始終不變,不是平衡的標(biāo)志,故d錯誤;

因此,本題正確答案為:ab;

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)

起始(mol) 2 6 0 0

變化(mol) 0.5 1.5 0.5 0.5

10 min時(mol) 1.5 4.5 0.5 0.5

10 min時濃度商Qc===<2.5=K,則反應(yīng)Ⅰ在10min時v>v,

從表格數(shù)據(jù)可知,三個反應(yīng)起始投料,換算到反應(yīng)式同一邊,起始量相同,故只需分析條件對平衡的影響:

反應(yīng)Ⅰ是恒溫恒容、反應(yīng)Ⅱ是恒溫恒壓,由于該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),故反應(yīng)Ⅰ相對于反應(yīng)Ⅱ是減小壓強(qiáng),平衡向逆向移動,H2的百分含量減小,所以w%(H2)<w%(H2),

反應(yīng)Ⅰ是恒溫恒容、反應(yīng)Ⅲ是絕熱恒容,由于該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)Ⅲ相對于反應(yīng)Ⅰ是升高溫度,平衡向逆向移動,平衡時CH3OH的濃度增大,c(I) <c(Ⅲ)。

因此,本題正確答案為:>;<;<。

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:

【題目】對水樣中溶質(zhì)M的分解速率影響因素進(jìn)行研究。在相同溫度下,M的物質(zhì)的量濃度(mol·L-1)隨時間(min)變化的有關(guān)實驗數(shù)據(jù)見下表。

時間

水樣

0

5

10

15

20

25

Ⅰ(pH=2)

0.40

0.28

0.19

0.13

0.10

0.09

Ⅱ(pH=4)

0.40

0.31

0.24

0.20

0.18

0.16

Ⅲ(pH=4)

0.20

0.15

0.12

0.09

0.07

0.05

Ⅳ(pH=4,含Cu2+)

0.20

0.09

0.05

0.03

0.01

0

下列說法不正確的是

A. 在0~20min內(nèi),IM的分解速率為0.015 mol·L-1·min-1

p>B. 水樣酸性越強(qiáng),M的分解速率越快

C. 在0~25min內(nèi),IIIM的分解百分率比II

D. 由于Cu2+存在,IVM的分解速率比I

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變,固體試樣體積忽略不計),使其達(dá)到分解平衡:NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表,下列說法錯誤的是

溫度/℃

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

平衡總壓強(qiáng)/kPa

5.7

8.3

12.0

17.1

24.0

平衡氣體總濃度/10-3 mol·L-1

2.4

3.4

4.8

6.8

9.4

A. 當(dāng)混合氣體平均相對分子質(zhì)量為26時說明該反應(yīng)已達(dá)平衡

B. 達(dá)到平衡后,若在恒溫下壓縮容器體積,氨基甲酸銨固體的質(zhì)量增大

C. 根據(jù)表中數(shù)據(jù),計算15.0 ℃時的分解平衡常數(shù)約為2.0×10-9

D. 因該反應(yīng)熵變(ΔS)大于0,焓變(ΔH)大于0,所以在高溫下自發(fā)進(jìn)行

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)在水溶液中的電離方程式書寫正確的是

A.KClO3=K++3O2—+Cl5+B.NaHSO4= Na++HSO4

C.H2SO4=H++ SO42—D.Al2(SO4)3= 2Al3++3SO42—

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知A、BC和甲、乙、丙均是由短周期元素形成的物質(zhì),D是過渡元素形成的常見單質(zhì),它們之間能發(fā)生如下反應(yīng)。(圖中有些反應(yīng)的產(chǎn)物和反應(yīng)條件沒有標(biāo)出)

請回答下列問題:

1)丙的電子式為_____;組成氣體乙的元素在周期表的位置____;物質(zhì)B含有的化學(xué)鍵類型是______;

2)寫出下列反應(yīng)的離子方程式:

_________________________

_____________________;

3)金屬D與稀硝酸反應(yīng),產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12LNO氣體,則參加反應(yīng)的硝酸為_______mol。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Ⅰ.甲醇來源豐富、價格低廉、運輸貯存方便,是一種重要的化工原料,有著重要的用途和應(yīng)用前景。

(1)工業(yè)生產(chǎn)甲醇的常用方法是CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-90.8 kJ·mol-1。已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1。

①H2的燃燒熱ΔH=___________kJ·mol-1。

②CH3OH(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)的反應(yīng)熱ΔH=________________。

(2)工業(yè)上利用甲醇制備氫氣常用方法之一是甲醇蒸氣重整法。該法中的一個主要反應(yīng)為CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g),此反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是______________。

Ⅱ.鉛蓄電池是典型的可充型電池,它的正負(fù)極格板是惰性材料,電池總反應(yīng)式為:Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O。請回答下列問題(不考慮氫、氧的氧化還原):

(1)放電時:正極的電極反應(yīng)式是________________;當(dāng)外電路通過1 mol電子時,理論上正極板的質(zhì)量增加___g。

(2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時,若按圖連接,電解一段時間后,則在A電極上生成___、B電極上生成____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖所示,杠桿 AB 兩端分別掛有體積相同.質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球,調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡,然后小心地向燒杯中央滴入 M 的濃溶液,一段時間后, 下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中,不考慮兩球的浮力變化)( )

A. 當(dāng) M為鹽酸、杠桿為導(dǎo)體時,A 端高,B 端低

B. 當(dāng) M為 AgNO3、杠桿為導(dǎo)體時,A 端高,B 端低

C. 當(dāng) M為 CuSO4、杠桿為導(dǎo)體時,A 端低,B 端高

D. 當(dāng) M為 CuSO4、杠桿為絕緣體時,A 端低,B 端高

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于化學(xué)鍵的說法正確的是

A.共價化合物中只存在共價鍵B.離子化合物中只存在離子鍵

C.只含共價鍵的物質(zhì)一定是共價化合物D.只含非金屬元素的物質(zhì)一定不含離子鍵

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】100 mL 6 mol·L1 H2SO4跟過量鋅粉反應(yīng),一定溫度下,為了減緩反應(yīng)進(jìn)行的速率,但又不影響生成氫氣的總量,可向反應(yīng)物中加入適量 ( )

A.碳酸鈉溶液B.氨水C.硫酸鉀溶液D.硝酸鈉溶液

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同步練習(xí)冊答案