化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)和科研有重要意義
I、下列三個(gè)化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)（K1、K2、K3）與溫度的關(guān)系分別如下表所示：
化學(xué)反應(yīng)
平衡常數(shù)
溫度
973 K
1173 K
①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)
K1
1．47
2．15
②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)
K2
2．38
1．67
③CO(g) ＋H2O(g)CO2(g) ＋H2(g)
K3
？
？
 
請(qǐng)回答：
（1）反應(yīng)①是       （填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。
（2）據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3＝__________(用K1、K2表示)。
（3）要使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，可采取的措施有 _____(填寫(xiě)字母序號(hào))。
A．縮小反應(yīng)容器的容積
B．?dāng)U大反應(yīng)容器的容積
C．升高溫度
D．使用合適的催化劑
E．設(shè)法減小平衡體系中的CO的濃度
（4）若反應(yīng)③的逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示：

①可見(jiàn)反應(yīng)在t1、t3、t7時(shí)都達(dá)到了平衡，而t2、t8時(shí)都改變了一種條件，試判斷改變的是什么條件：t2時(shí)__________________； t8時(shí)__________________。
②若t4時(shí)降壓， t6時(shí)增大反應(yīng)物的濃度，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出t4～t6時(shí)逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系線。
II、（5）在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離去除CO2，還要求提供充足的O2．某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：2CO2＝2CO+O2，CO可用作燃料．已知該裝置的陽(yáng)極反應(yīng)為：4OH--4e-＝O2↑+2H2O，則陰極反應(yīng)為                        。
（6）某空間站能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的局部如圖所示，其中的燃料電池采用KOH溶液作電解液。

如果某段時(shí)間內(nèi)，氫氧儲(chǔ)罐中共收集到33．6L氣體（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），則該段時(shí)間內(nèi)水電解系統(tǒng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為            mol。
（1）吸熱
（2）
（3）CE
（4）①升高溫度或增大CO2的濃度（增大H2的濃度）；使用催化劑或增大壓強(qiáng)
②
（5）2CO2+4e-+2H2O═2CO+4OH-（或CO2+2e-+H2O═CO+2OH-）（6）2mol

試題分析：（1）在反應(yīng)①中隨著溫度的升高平衡常數(shù)增大，這說(shuō)明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因此正方應(yīng)是吸熱反應(yīng)。
（2）根據(jù)反應(yīng)①②并依據(jù)蓋斯定律可知②－①即得到反應(yīng)③，所以平衡常數(shù)之間的關(guān)系為K3＝。
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，隨著溫度的升高K1逐漸增大，而K2逐漸減小，所以K3逐漸減小，這說(shuō)明升高溫度反應(yīng)③向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，因此正方應(yīng)是放熱反應(yīng)。由于正方應(yīng)是體積不變的可逆反應(yīng)，所以要使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則可以升高溫度或增大生成物的濃度或減小反應(yīng)物的濃度，而壓強(qiáng)和催化劑不能改變平衡，故答案選CE。
（4）①根據(jù)圖像可知，t2時(shí)逆反應(yīng)速率瞬間增大，然后逐漸減小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，由于正方應(yīng)是體積不變的放熱的可逆反應(yīng)，所以改變的條件是升高溫度或增大CO2的濃度（增大H2的濃度）。t8時(shí)逆反應(yīng)速率瞬間增大，但平衡不移動(dòng)，由于正方應(yīng)是體積不變的放熱的可逆反應(yīng)，所以改變的條件是使用催化劑或增大壓強(qiáng)。
②若t4時(shí)降壓，反應(yīng)速率均減小，但平衡不移動(dòng)。t6時(shí)增大反應(yīng)物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)速率逐漸增大，因此t4～t6時(shí)逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系線為
。
（5）電解池中陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以根據(jù)總反應(yīng)式可知陰極是CO2得到電子被還原為CO，電極反應(yīng)式為CO2+2e-+H2O═CO+2OH-。
（6）水電解生成氫氣和氧氣，所以氫氧儲(chǔ)罐中共收集到33．6L氣體應(yīng)該是氫氣與氧氣的混合氣，其中氧氣是11．2L，氫氣是22．4L，氫氣的物質(zhì)的量是1mol，轉(zhuǎn)移2mol電子。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖，加入水或酸后，各裝置U形管中的液柱左邊高于右邊的是（　�。�
A．B．C．D．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：單選題

已知：C(s)＋O2(g)＝CO2(g) △H1
CO2(g)＋C(s)＝2CO(g) △H2
2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H3
4Fe(s)＋3O3(g)＝2Fe2O3(s)  △H4
3 CO(g)＋Fe2O3(s)＝3CO2(g)＋2Fe(s)  △H5
下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是
A．△H1＞0，△H3＜0
B．△H2＞0，△H4＞0
C．△H1＝△H2＋△H3
D．△H3＝△H4＋△H5

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：單選題

關(guān)于下圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系（X代表鹵素），說(shuō)法不正確的是
A．2H(g) +2X(g) ="=" 2HX(g) ΔH3＜0
B．途徑Ⅰ生成HX的反應(yīng)熱與途徑無(wú)關(guān)，所以ΔH1 = ΔH2 + ΔH3
C．Cl、Br、I的非金屬性依次減弱，所以途徑Ⅱ吸收的熱量依次增多
D．途徑Ⅰ生成HCl放出的熱量比生成HBr的多，說(shuō)明HCl比HBr穩(wěn)定

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：單選題

實(shí)驗(yàn)測(cè)得：101 kPa時(shí)，1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ的熱量；1 mol CH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2，放出890.3 kJ的熱量。下列熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)正確的是
①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)     ΔH＝＋890.3 kJ·mol－1
②CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)      ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
③CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)      ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
④2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)               ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
A．僅有②B．僅有②④C．僅有②③④D．全部符合要求

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

醋酸是中學(xué)常用的一種弱酸。
（1）取0.10mol CH3COOH作導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，測(cè)得其導(dǎo)電率隨加入的水量變化如圖所示：

①開(kāi)始時(shí)導(dǎo)電率為0說(shuō)明：           。
② 比較a、b點(diǎn)的相關(guān)性質(zhì)（填“＞”、“<”、“=”）：n(H+)：a      b；c(CH3COO-)：a     b；完全中和時(shí)消耗NaOH的物質(zhì)的量：a     b；
③若b點(diǎn)時(shí)，溶液中c(CH3COOH)=0.10mol/L，c(H+)=1.3×10-3mol/L，則此時(shí)c(CH3COO-)約為        mol/L；計(jì)算b點(diǎn)時(shí)醋酸的電離平衡常數(shù)，寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程                。
（2）已知：H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l)                 △H1="-57.3" kJ/mol
CH3COOH(aq)  H+(aq) +CH3COO-(aq)  △H2="+1.3" kJ/mol
寫(xiě)出稀醋酸與稀燒堿溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                                                。
（3）室溫下，取濃度均為0.10mol/L的醋酸與醋酸鈉溶液等體積混合后，測(cè)得其pH<6，寫(xiě)出混合溶液中的物料守恒關(guān)系式                                 ；并列出其中的離子濃度大小順序（由大到小）                                  。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

根據(jù)下列條件計(jì)算有關(guān)反應(yīng)的焓變：
(1)已知：
Ti(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)  ΔH＝－804.2 kJ·mol－1
2Na(s)＋Cl2(g)==="2NaCl(s)" ΔH＝－882.0 kJ·mol－1
Na(s)===Na(l) ΔH＝＋2.6 kJ·mol－1
則反應(yīng)TiCl4(l)＋4Na(l)===Ti(s)＋4NaCl(s)的ΔH＝        kJ·mol－1。
(2)已知下列反應(yīng)數(shù)值：
序號(hào)
化學(xué)反應(yīng)
反應(yīng)熱
①
Fe2O3(s)＋3CO(g)=== 2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH1＝－26.7 kJ·mol－1
②
3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH2＝－50.8 kJ·mol－1
③
Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH3＝－36.5 kJ·mol－1
④
FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)
ΔH4
 
則反應(yīng)④的ΔH4＝            kJ·mol－1。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：單選題

在208 K、100 kPa時(shí)，已知：
2H2O(g)=O2(g)＋2H2(g)　　　　　　       ΔH1
Cl2(g)＋H2(g)=2HCl(g)                           ΔH2
2Cl2(g)＋2H2O(g)=4HCl(g)＋O2(g) ΔH3
則ΔH3與ΔH1和ΔH2間的關(guān)系正確的是(　　)
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2　　　　B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

NOx是汽車(chē)尾氣中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨，寫(xiě)出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式：__________________________。
(2)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N2和O2反應(yīng)，其能量變化示意圖如下：

①寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_______________________________。
②隨溫度升高，該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)的變化趨勢(shì)是____。
(3)在汽車(chē)尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NOx的排放。
①當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí)，NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫(xiě)出NO被CO還原的化學(xué)方程式：______________________________
②當(dāng)尾氣中空氣過(guò)量時(shí)，催化轉(zhuǎn)化器中的金屬氧化物吸收NOx生成鹽。其吸收能力順序如下：12MgO＜20CaO＜38SrO＜56BaO。原因是___________________________________________，
元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，金屬氧化物對(duì)NOx的吸收能力逐漸增強(qiáng)。
(4)通過(guò)NOx傳感器可監(jiān)測(cè)NOx的含量，其工作原理示意圖如下：

①Pt電極上發(fā)生的是________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)
②寫(xiě)出NiO電極的電極反應(yīng)式：______________________________________。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案