【題目】運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究化學(xué)反應(yīng)有重要的意義。請(qǐng)回答下列問題:
(1)已知在25 ℃,101 kPa下,斷開1 mol H—H鍵要吸收436 kJ的能量,斷開1 mol I—I鍵要吸收151 kJ的能量,斷開1 mol I—H鍵要吸收298 kJ的能量。
①通過以上數(shù)據(jù)計(jì)算當(dāng)I2和 H2反應(yīng)生成2 mol H—I時(shí)會(huì)放出9kJ的能量;若將1 mol I2和1 mol H2置于密閉容器中,并在上述條件下反應(yīng),發(fā)現(xiàn)熱量實(shí)測(cè)值(恢復(fù)到25 ℃,101 kPa)遠(yuǎn)小于上述計(jì)算值,你認(rèn)為最可能的原因是_______________________。
(2)一定條件下,甲烷與水蒸氣發(fā)生反應(yīng):CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g),工業(yè)上可利用此反應(yīng)生產(chǎn)合成氨原料氣H2。
①一定溫度下,向2L恒容密閉容器中充入1.6 mol CH4和2.4 mol H2O(g)發(fā)生上述反應(yīng),CO(g)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。0~2 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率υ(H2)=__________ mol·L-1·min-1, 平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為_____________。[轉(zhuǎn)化率=×100%]
②若要進(jìn)一步提高該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率,除了使用催化劑和升高溫度外, 還可以采取的措施有_______________________(任寫一條)。
③下列能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填代號(hào))。
a υ逆(CH4)=3υ正(H2)
b 恒溫恒容時(shí),容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變
c CH4(g)、H2O(g)的濃度保持不變
d CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物質(zhì)的量之比為1:1:1:3
e 斷開3 mol H-H鍵的同時(shí)斷開2 mol O-H鍵
【答案】反應(yīng)I2+H2 2HI是可逆反應(yīng),1 mol I2和1 mol H2不能完全轉(zhuǎn)化成2 mol HI 0.9 75% 增大反應(yīng)物(甲烷或水蒸氣)的濃度或縮小體積增大壓強(qiáng)等 ce
【解析】
本題考查的是可逆反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)速率、平衡標(biāo)志。
(1)此小題考查的是可逆反應(yīng),可逆反應(yīng)不能進(jìn)行徹底,則熱量實(shí)測(cè)值遠(yuǎn)小于完全反應(yīng)計(jì)算的數(shù)值;
(2)①如圖所示數(shù)據(jù),根據(jù)變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,計(jì)算出氫氣和甲烷的物質(zhì)的量的變化量,再根據(jù)公式和轉(zhuǎn)化率=×100%進(jìn)行計(jì)算;
②此小題考查的是影響速率的因素。影響速率的外因主要有溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等,若想增大反應(yīng)速率可以從這幾點(diǎn)采取相應(yīng)的措施;
③根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)和特征判斷。
(1)通過題中數(shù)據(jù)計(jì)算,當(dāng)I2和 H2反應(yīng)生成2 mol H—I時(shí)會(huì)放出9kJ的能量;若將1 mol I2和1 mol H2置于密閉容器中,并在上述條件下反應(yīng),發(fā)現(xiàn)熱量實(shí)測(cè)值(恢復(fù)到25 ℃,101 kPa)遠(yuǎn)小于上述計(jì)算值,可能是因?yàn)榉磻?yīng)I2+H2 2HI是可逆反應(yīng),1 mol I2和1 mol H2不能完全轉(zhuǎn)化成2 mol HI。本小題答案為:反應(yīng)I2+H2 2HI是可逆反應(yīng),1 mol I2和1 mol H2不能完全轉(zhuǎn)化成2 mol HI。
(2)①如圖所示,CO的物質(zhì)的量的變化量為1.2mol-0mol=1.2mol,因?yàn)槲镔|(zhì)的量的變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,氫氣的物質(zhì)的量的變化量是CO的3倍,氫氣的物質(zhì)的量的變化量為3.6mol,氫氣的濃度的變化量為3.6mol÷2L=1.8mol/L,υ(H2)=1.8mol/L÷2min=0.9 mol·L-1·min-1;因?yàn)榧淄榈奈镔|(zhì)的量的變化量等于CO的物質(zhì)的量的變化量,甲烷的物質(zhì)的量的變化量為1.2mol,則平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為1.2mol÷1.6mol=75%。本小題答案為:0.9;75%。
②若要進(jìn)一步提高該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率,除了使用催化劑和升高溫度外, 還可以增大反應(yīng)物(甲烷或水蒸氣)的濃度或縮小體積增大壓強(qiáng)等。本小題答案為:增大反應(yīng)物(甲烷或水蒸氣)的濃度或縮小體積增大壓強(qiáng)等。
③a.若用不同的物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí),應(yīng)一個(gè)為正反應(yīng)速率,一個(gè)為逆反應(yīng)速率,且速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則3υ逆(CH4)=υ正(H2)說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),υ逆(CH4)=3υ正(H2)反應(yīng)沒有達(dá)到平衡,故a不符合題意;
b.恒溫恒容時(shí),由于此反應(yīng)是個(gè)氣體的質(zhì)量不變的反應(yīng),則氣體的密度ρ=m/V一直不變,故不能作為平衡的標(biāo)志,故b不符合題意;
c. CH4(g)、H2O(g)的濃度保持不變時(shí),其它各組分的濃度也不再變化,故當(dāng)各組分的濃度不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故c符合題意;
d. CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物質(zhì)的量之比為1:1:1:3,等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,只是一個(gè)巧合,并不能說明各組分濃度不再變化,故不能作為平衡標(biāo)志,故d不符合題意;
e. 若用不同的物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí),應(yīng)一個(gè)為正反應(yīng)速率,一個(gè)為逆反應(yīng)速率,且速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比, 斷開 H-H鍵為逆反應(yīng)速率,同時(shí)斷開O-H鍵為正反應(yīng)速率,且 H-H鍵和O-H鍵的個(gè)數(shù)比為3:2,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故e符合題意。答案選ce。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)電解質(zhì)溶液的說法正確的是
A. 向0.1mol/LCH3COOH溶液中加入少量水,溶液中減小
B. 將CH3COONa溶液從20℃升溫至30℃,溶液中增大
C. 向鹽酸中加入氨水至中性,溶液中
D. 向AgCl、AgBr的飽和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不變
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】向KOH溶液中通入11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氯氣恰好完全反應(yīng)生成三種含氯鹽: 0.7molKCl、0.2molKClO和X。則X是
A. 0.1molKClO4 B. 0.1molKClO3
C. 0.2molKClO2 D. 0.1molKClO2
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【題目】下列離子方程式的書寫及評(píng)價(jià)均合理的是( )
選項(xiàng) | 離子方程式 | 評(píng)價(jià) |
A | 將2 mol Cl2通入含1 mol FeI2的溶液中: 2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++4Cl-+I(xiàn)2 | 正確;Cl2過量,可將Fe2+、I-均氧化 |
B | Ba(HCO3)2溶液與足量的NaOH溶液反應(yīng): Ba2++HCO3-+OH-===BaCO3↓+H2O | 正確;酸式鹽與堿反應(yīng)生成正鹽和水 |
C | 過量SO2通入NaClO溶液中: SO2+H2O+ClO-===HClO+HSO3- | 正確;說明酸性:H2SO3強(qiáng)于HClO |
D | 1 mol/L的NaAlO2溶液和2.5 mol/L的HCl溶液等體積混合: 2AlO2-+5H+===Al3++Al(OH)3↓+H2O | 正確;第一步反應(yīng)和第二步反應(yīng)消耗的H+的物質(zhì)的量之比為2∶3 |
A. A B. B C. C D. D
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【題目】有可逆反應(yīng)Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),已知在溫度938K時(shí),平衡常數(shù)K=1.5,在1173K時(shí),K=2.2。則下列說法不正確的是
A. 該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c(CO)/c(CO2)
B. 該反應(yīng)的逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)
C. v正(CO2)=v逆(CO)時(shí)該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D. c(CO2):c(CO)=1:1時(shí)該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
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【題目】在①丙烯(CH3—CH=CH2)、②氯乙烯、③苯、④乙醇四種有機(jī)化合物中,分子內(nèi)所有原子均在同一平面的是( )
A. ①② B. ②③
C. ③④ D. ②④
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【題目】土壤膠粒帶負(fù)電荷,因此土壤中施用含氮總量相同的下列化肥時(shí),肥效最差的( )
A.(NH4)2SO4B.NH4HCO3C.NH4ClD.NH4NO3
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【題目】航天飛機(jī)常采用新型燃料電池作為電能來源,燃料電池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物質(zhì)與O2一起構(gòu)成的電池裝置。它可直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,甲烷燃料電池以KOH溶液為電解質(zhì),其總反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CH4+2O2+2OH-===CO32—+3H2O。
(1)負(fù)極上的電極反應(yīng)為____________________________________。
(2)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的5.6 L O2時(shí),有________ mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。
(3)開始放電時(shí),正極附近溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
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