【題目】CO2和甲烷催化合成COH2CO2資源化利用的有效途徑。主要反應(yīng)為

CH4g+CO2g2COg+2H2g △H=+247kJ/mol

1)已知CH4g+H2OgCOg+H2g △H=+206kJ/mol

寫出CH4和水蒸氣反應(yīng)生成CO2的熱化學(xué)方程式_______________________________。

2)在恒溫、恒容的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)I,下列選項(xiàng)能夠說明反應(yīng)I達(dá)到平衡狀態(tài)的是______。

A.混合氣體的密度不變

B.混合氣體的總壓強(qiáng)不變

C.CH4、CO2CO、H2的物質(zhì)的量之比為1:1:2:2

D.3vH2=vCH4

E.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

3)將CH4CO21mol充入某密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)I100kPa時,反應(yīng)I到達(dá)平衡時CO2的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系曲線如圖所示。

圖中A、BC三點(diǎn)表示不同溫度、壓強(qiáng)下達(dá)到平衡時CO2的體積分?jǐn)?shù),則______點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)最小,判斷依據(jù)是______________________________________點(diǎn)對應(yīng)的壓強(qiáng)最大。

②300℃,100kPa下,該容器中反應(yīng)I經(jīng)過40min達(dá)到平衡,計(jì)算反應(yīng)在0-40min內(nèi)的平均反應(yīng)速率為vCO2=_________mol/min(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

【答案】CH4g+2H2Og CO2g+4H2g ΔH=+165kJ/mol BE A 反應(yīng)I吸熱反應(yīng),溫度降低,平衡常數(shù)減小 C 2.8×10-3

【解析】

1)已知:①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+H2(g △H=+206kJ/mol

②CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律可知①×2即得到CH4和水蒸氣反應(yīng)生成CO2的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165kJ/mol,故答案為:CH4g+2H2OgCO2g+4H2g ΔH=+165kJ/mol;

2A.密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值,在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的,因此混合氣體的密度不變不能說明,A錯誤;

B.正反應(yīng)體積增大,則混合氣體的總壓強(qiáng)不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B正確;

C.CH4CO2、CO、H2的物質(zhì)的量之比為1:1:2:2不能說明正逆反應(yīng)速率相等,則不一定處于平衡狀態(tài),C錯誤;

D.3v(H2)=v(CH4)不能滿足反應(yīng)速率之比是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,沒有達(dá)到平衡狀態(tài),D錯誤;

E.混合氣的平均相對分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值,質(zhì)量不變,但物質(zhì)的量是變化的,所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),E正確;故答案選:BE;

3由于反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度降低,平衡常數(shù)減小,所以A點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)最。C點(diǎn)溫度最高,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率最大,由于正反應(yīng)體積增大,則C點(diǎn)對應(yīng)的壓強(qiáng)最大。

根據(jù)方程式可知:

CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)

起始量(mol1 1 0 0

轉(zhuǎn)化量(molx x 2x 2x

平衡量(mol1x 1x 2x 2x

300℃,100kPa下平衡時CO2體積分?jǐn)?shù)是0.4,則,解得x,則在0-40min內(nèi)的平均反應(yīng)速率為v(CO2)=÷402.8×10-3mol/min,故答案為:A;反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度降低,平衡常數(shù)減。C;2.8×10-3

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】綠礬(FeSO4·7H2O)可作還原劑、著色劑、制藥等,在不同溫度下易分解得到各種鐵的氧化物和硫的氧化物。已知SO3是一種無色晶體,熔點(diǎn)16.8℃,沸點(diǎn)44.8℃,氧化性及脫水性較濃硫酸強(qiáng),能漂白某些有機(jī)染料,如品紅等;卮鹣铝袉栴}:

(1)甲組同學(xué)按照上圖所示的裝置,通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)綠礬的分解產(chǎn)物。裝置B中可觀察到的現(xiàn)象是_____________________________,甲組由此得出綠礬的分解產(chǎn)物中含有SO2。裝置C的作用是_________________________。

(2)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn),認(rèn)為需要補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)。對甲組同學(xué)做完實(shí)驗(yàn)的B裝置的試管加熱,發(fā)現(xiàn)褪色的品紅溶液未恢復(fù)紅色,則可證明綠礬分解的產(chǎn)物中__________(填字母)。

A.不含SO2 B.可能含SO2 C.一定含有SO3

(3)丙組同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)綠礬受熱分解還可能有O2放出,為此,丙組同學(xué)選用甲組同學(xué)的部分裝置和下圖部分裝置設(shè)計(jì)出了一套檢驗(yàn)綠礬分解所得氣態(tài)產(chǎn)物的裝置:

①丙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中,依次連接的合理順序?yàn)?/span>_______________________。

②能證明綠礬分解產(chǎn)物中有O2的檢驗(yàn)方法是________________________

(4)為證明綠礬分解產(chǎn)物中含有三價鐵的操作及現(xiàn)象____________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法中不正確的是

A.10g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%的乙醇水溶液中含有的氫原子總數(shù)為1.2NA

B.NAP4()NA個甲烷所含的共價鍵數(shù)目之比為11

C.常溫下,1 L pH13M(OH)2溶液中含有的OH數(shù)目為0.1NA

D.0.4 mol HNO3的濃硝酸與足量的銅反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)大于0.2NA

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】偏二甲肼[(CH3)2NNH2]N2O4是常用的火箭推進(jìn)劑,火箭發(fā)射時常出現(xiàn)紅棕色氣體,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下:

(CH3)2NNH2(l) + 2N2O4(l) = 2CO2(g) + 3N2(g) + 4H2O(g) H10

N2O4(l) 2NO2(g) H2 0

下列說法不正確的是

A.反應(yīng)①中,N2O4為氧化劑

B.反應(yīng)①中,生成1mol CO2時,轉(zhuǎn)移8 mol e-

C.由反應(yīng)②推斷:加壓、降溫是獲得液態(tài)N2O4的條件

D.溫度升高,反應(yīng)①的化學(xué)反應(yīng)速率減小、反應(yīng)②的化學(xué)反應(yīng)速率增大

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)在微生物作用的條件下,NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO3-。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:

①第一步反應(yīng)是________(放熱吸熱”)反應(yīng),判斷依據(jù)是________________。

1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的熱化學(xué)方程式是___________________________

(2)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1

Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+0.5O2(g) ΔH=-226kJ·mol-1

CO(g)Na2O2(s)反應(yīng)放出509kJ熱量時,電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為________________。

(3)已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g) ΔH=-72kJ·mol-1,蒸發(fā)1molBr2(l)需要吸收的能量為30kJ,其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:

物質(zhì)

H2(g)

Br2(g)

HBr(g)

1mol分子中的化學(xué)鍵斷裂時需要吸收的能量(kJ)

436

200

a

則表中a=______________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】扁桃酸是唯一具有脂溶性的果酸,實(shí)驗(yàn)室用如下原理制備:

合成扁桃酸的實(shí)驗(yàn)步驟、裝置示意圖及相關(guān)數(shù)據(jù)如下:

物質(zhì)

狀態(tài)

熔點(diǎn)/℃

沸點(diǎn)/℃

溶解性

扁桃酸

無色透明晶體

119

300

易溶于熱水、乙醚和異丙醇

乙醚

無色透明液體

-116.3

34.6

溶于低碳醇、苯、氯仿,微溶于水

苯甲醛

無色液體

-26

179

微溶于水,能與乙醇、乙醚、苯、

氯仿等混溶

氯仿

無色液體

-63.5

61.3

易溶于醇、醚、苯、不溶于水

實(shí)驗(yàn)步驟:

步驟一:向如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中加入0.1mol(約l0.1mL)苯甲醛、0.2mol(約16mL)氯仿,慢慢滴入含19g氫氧化鈉的溶液,維持溫度在5560℃,攪拌并繼續(xù)反應(yīng)1h,當(dāng)反應(yīng)液的pH接近中性時可停止反應(yīng)。

步驟二:將反應(yīng)液用200mL水稀釋,每次用20mL。乙醚萃取兩次,合并醚層,待回收。

步驟三:水相用50%的硫酸酸化至pH23后,再每次用40mL乙醚分兩次萃取,合并萃取液并加入適量無水硫酸鈉,蒸出乙醚,得粗產(chǎn)品約11.5g。

請回答下列問題:

(1)圖中儀器C的名稱是___

(2)裝置B的作用是___。

(3)步驟一中合適的加熱方式是___。

(4)步驟二中用乙醚的目的是___。

(5)步驟三中用乙醚的目的是___;加入適量無水硫酸鈉的目的是___。

(6)該實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為___(保留三位有效數(shù)字)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對應(yīng)的結(jié)論正確的是(

選項(xiàng)

實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

結(jié)論

A

向濃度為0.1mol/LNaClKI混合液中逐滴加入AgNO3溶液

出現(xiàn)黃色沉淀

溶解性:AgCl>AgI

B

溴乙烷與NaOH的乙醇溶液共熱,將溢出氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中

溶液紫色褪去

證明有乙烯生成

C

X的溶液中滴入濃NaOH溶液,將干燥紅色石蕊試紙置于管口

無明顯現(xiàn)象

X溶液中有NH4+

D

SO2氣體通入Ba(NO3)2溶液

產(chǎn)生白色沉淀

沉淀為BaSO3

A.AB.BC.CD.D

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有機(jī)化合物G4-羥基香豆素,是重要的醫(yī)藥中間體,可用來制備抗凝血藥,可通過下列路線合成。

請回答:

1D→E的反應(yīng)類型是___

2G中含有的官能團(tuán)名稱為____。

3)寫出G和過量NaOH溶液共熱時反應(yīng)的化學(xué)方程式___。

4)化合物E的同分異構(gòu)體很多,符合下列條件的結(jié)構(gòu)共___種。

①能與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng);②能發(fā)生銀鏡反應(yīng);③能發(fā)生水解反應(yīng)

其中,核磁共振氫譜為5組峰,且峰面積比為22211的結(jié)構(gòu)簡式為____。

5E的同分異構(gòu)體很多,所有同分異構(gòu)體在下列某種表征儀器中顯示的信號(或數(shù)據(jù))完全相同,該儀器是___(填標(biāo)號)。

a.質(zhì)譜儀 b.元素分析儀 c.紅外光譜儀 d.核磁共振儀

6)已知酚羥基一般不易直接與羧酸酯化。苯甲酸苯酚酯()是一種重要的有機(jī)合成中間體。請根據(jù)已有知識并結(jié)合相關(guān)信息,試寫出以苯酚、甲苯為原料制取該化合物的合成路線流程圖(無機(jī)原料任選)___

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】50mL0.50mol·L-1鹽酸與50mL0.55 mol·L -1NaOH 溶液進(jìn)行中和反應(yīng),通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱,下列說法正確的是

A. 在測定中和熱的實(shí)驗(yàn)中,至少需要測定并記錄的溫度是3

B. 大燒杯上如不蓋硬紙板,測得的中和熱數(shù)值會偏小

C. 用相同濃度和體積的氨水代替NaOH 溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測得中和熱的數(shù)值會偏大

D. 從實(shí)驗(yàn)裝置上看,除了缺少環(huán)形玻璃攪拌棒外沒有其他問題

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案