【題目】高爐煉鐵過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)為Fe2O3(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)
已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如右表所示:
溫度/℃ | 1 000 | 1 150 | 1 300 |
平衡常數(shù) | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=____,ΔH____(填“>”“<”或“=”)0.
(2)在一個(gè)容積為10 L的密閉容器中,1 000 ℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反應(yīng)經(jīng)過(guò)10 min后達(dá)到平衡.求該時(shí)間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)=____、CO的平衡轉(zhuǎn)化率=____.
(3)欲提高(2)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是____.
A.減少Fe的量 B.增加Fe2O3的量 C.移出部分CO2
D.提高反應(yīng)溫度 E.減小容器的容積 F.加入合適的催化劑
(4)1000℃時(shí),某時(shí)刻CO2和CO的物質(zhì)的量濃度分別為0.2mol·L-1和0.1mol·L-1,則此時(shí)反應(yīng)是否達(dá)到平衡_____(填“是”或“否”),V(正)_____V(逆)(填“>”“<”或“=”)
【答案】 c(CO2)/c(CO) < 0.006 mol·L-1·min-1 60% C 否 >
【解析】(1)根據(jù)已知化學(xué)方程式及平衡常數(shù)表示方法可得,K= ;化學(xué)平衡常數(shù)受溫度影響,升高溫度,對(duì)于放熱反應(yīng),化學(xué)平衡常數(shù)減小,對(duì)于吸熱反應(yīng),化學(xué)平衡常數(shù)增大,由表中數(shù)據(jù)可知,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故ΔH<0。
(2)設(shè)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為α(CO),由已知,列三段式:
K= =,又因?yàn)?000℃時(shí),K=4.0,解得: α(CO)= 60%;0~10min內(nèi)v(CO2)= = 0.006 mol·L-1·min-1。
(3)提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率,應(yīng)使平衡正向移動(dòng),但不能增大CO的用量,根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析如下:A、B兩項(xiàng),鐵和氧化鐵都是固體,減少Fe的量或增加Fe2O3的量,不影響平衡移動(dòng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變,故A、B均錯(cuò)誤;C項(xiàng),移出部分CO2,平衡正向移動(dòng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,故C正確;D項(xiàng),該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),提高反應(yīng)溫度,平衡逆向移動(dòng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低,故D錯(cuò)誤;E項(xiàng),反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,減小容器的容積,增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變,故E錯(cuò)誤;F項(xiàng),加入催化劑,只改變化學(xué)反應(yīng)速率,不改變化學(xué)平衡狀態(tài),CO的平衡轉(zhuǎn)化率不變,故F錯(cuò)誤。綜上,選C。
(4)1000℃時(shí),某時(shí)刻CO2和CO的物質(zhì)的量濃度分別為0.2mol·L-1和0.1mol·L-1,則此時(shí)Q== = 2 < K = 4.0,所以此時(shí)反應(yīng)正在向右進(jìn)行,故v(正)>v(逆)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】能證明乙醇分子中含有一個(gè)羥基的事實(shí)是( )
A. 1mol乙醇完全燃燒生成3mol水
B. 乙醇能與水以任意比例互溶
C. 乙醇沸點(diǎn)較高
D. 0.1mol乙醇與足量金屬鈉反應(yīng)生成0.05molH2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在一定條件下,將3mol A和1mol B兩種氣體混合于固定容積為2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g) + B(g) xC(g) + 2D(g)。2min末該反應(yīng)達(dá)到平衡,生成0.8mol D,并測(cè)得C的濃度為0.2mol·L-1。下列判斷錯(cuò)誤的是
A.x=1
B.2min內(nèi)A的反應(yīng)速率為0.3mol·L-1·min-1
C.B的轉(zhuǎn)化率為50%
D.若混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變,則表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】鹽是一類常見(jiàn)物質(zhì),下列物質(zhì)可直接形成鹽的是( )
①金屬②堿性氧化物③堿 ④非金屬⑤酸性氧化物⑥酸
A. 只有①②③ B. 只有①④⑥ C. 只有②⑤⑥ D. 全部
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】可逆反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在恒容密閉容器中進(jìn)行,達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是
①單位時(shí)間內(nèi)生成n molO2的同時(shí)生成2n mol NO
②單位時(shí)間內(nèi)生成n molO2的同時(shí)生成2n mol NO2
③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為2:2:1的狀態(tài)
④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)
⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)
⑥混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài).
A. ①③⑤ B. ②④⑥ C. ①③④ D. ①②③④⑤⑥
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】碳及其化合物廣泛存在于自然界中,試回答下列問(wèn)題:
(1)某處碳循環(huán)如圖所示,CaCO3轉(zhuǎn)化為HCO3-的離子方程式為_____________。
(2)常溫常壓下,空氣中的CO2溶于水,達(dá)到平衡時(shí),無(wú)機(jī)碳在濃液中以4種形式存在,其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下:
①CO2(g)+H2OH2CO3 K=10-2.8
②H2CO3H++HCO3- K1=10-3.5,
③HCO3-H++CO32- K2=10-10.3,
若溶液中。c(CO2)=1.0×10-5mol/L,且忽略水的電離及H2CO3的第二級(jí)電離,則溶液pH=_____。
(3)某化學(xué)小組為了測(cè)量湖水中無(wú)機(jī)碳的含量,量取 100mL湖水,酸化后用N2吹出CO2,再用NaOH溶液吸收,將吸收液用0.10mol/L鹽酸滴定,生成的V(CO2)隨V (鹽酸)變化關(guān)系如圖2所示,則吸收液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>______________(不用寫(xiě)出H+),湖水中無(wú)機(jī)碳的濃度為_______mol/L。
(4)—定條件下,CO2和H2O可以轉(zhuǎn)化為CO和H2,通過(guò)反應(yīng):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)制備甲醇,若起始時(shí)在密閉容器中按物質(zhì)的量之比1:2充入CO和H2,測(cè)得平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率a (CO)隨T、P的變化關(guān)系如圖3所示。
①P1__P2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②該反應(yīng)在195℃、P2條件下達(dá)到平衡后,c(H2)=0.5 mol/L ,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為______。
③已知CH3OH和CO的燃燒熱分別725.8kJ/mol、283.0 kJ/mol,1mol液態(tài)水變成氣態(tài)水吸熱44.0kJ,寫(xiě)出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式:_________________。
(5)用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖4,則c電極的反應(yīng)方程式為:_______________ 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】—硝基甲苯是一種重要的工業(yè)原料,某化學(xué)學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如圖所示裝置制備一硝基甲苯(包括對(duì)硝基甲苯和鄰硝基甲苯)
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①配制濃硫酸和濃硝酸的混合物(混酸);
②在三頸燒瓶里裝15 mL甲苯(密度為0.866 g·cm-3);
③裝好其他藥品,并組裝好儀器;
④向三頸燒瓶中加入混酸,并不斷攪拌;
⑤控制溫度,大約反應(yīng)10分鐘至三頸燒瓶底有大量液體(淡黃色油狀)出現(xiàn);
⑥分離出一硝基甲苯,經(jīng)提純最終得到一硝基甲苯共15 g.
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),回答下列問(wèn)題:
(1)本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是控制溫度在30℃左右,如果溫度過(guò)高,則會(huì)產(chǎn)生__________等副產(chǎn)品(填物質(zhì)名稱)
(2)簡(jiǎn)述配制混酸的方法:____________________.
(3)A儀器名稱是__________,進(jìn)水口是__________.
(4)寫(xiě)出甲苯與混酸反應(yīng)生成對(duì)硝基甲苯的化學(xué)方程式:___________________________.
(5)分離產(chǎn)品方案如下:
操作2的名稱是___________.經(jīng)測(cè)定,產(chǎn)品2的核磁共振氫譜中有5個(gè)峰,它的名稱為___________.
(6)本實(shí)驗(yàn)中一硝基甲苯的產(chǎn)率為___________ (結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】短周期元素X的氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為H2X,則X屬于( )
A. IV A族 B. V A族 C. VI A族 D. VII A族
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