1.氨是最重要的化工產(chǎn)品之一.
(1)合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g).有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示.CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2 (g)△H=+161.1kJ•mol-1


(2)CO對(duì)合成氨的催化劑有毒害作用,常用乙酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來吸收原料氣中CO,其反應(yīng)原理為:(l)+CO(g)+NH3(g)?CH3COO•CO(l)△H<0.吸收CO后的乙酸二氨合銅(I)溶液經(jīng)過適當(dāng)處理后又可再生,恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用,再生的適宜條件是B.(填字母)
A.高溫、高壓       B.高溫、低壓       C.低溫、低壓       D.低溫、高壓
(3)用氨氣制取尿素的反應(yīng)為:2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(l)+H2O(g)△H<0,某溫度下,向容積為100L的密閉容器中通入4mol NH3和2molCO2,該反應(yīng)進(jìn)行到40s時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為50%.該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)K的值為2500.

分析 (1)由圖可得熱化學(xué)方程式:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-846.3KJ/mol
②CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO2(g)△H=-282KJ/mol
③H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(g)△H=-241.8KJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,①-③×3-②得到:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2 (g);
(2)吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過適當(dāng)處理后又可再生,用使平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng),在高溫、低壓下有利于平均逆向進(jìn)行;
(3)某溫度下,向容積為100L的密閉容器中通入4molNH3和2molCO2,該反應(yīng)進(jìn)行到40s時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為50%,轉(zhuǎn)化的二氧化碳為1mol,則:
           2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(l)+H2O(g)
起始量(mol):4         2                      0
變化量(mol):2         1                      1
平衡量(mol):2         1                      1
再根據(jù)K=$\frac{c({H}_{2}O)}{{c}^{2}(N{H}_{3})×c(C{O}_{2})}$計(jì)算平衡常數(shù).

解答 解:(1)由圖可得熱化學(xué)方程式:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-846.3KJ/mol
②CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO2(g)△H=-282KJ/mol
③H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(g)△H=-241.8KJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,①-③×3-②得到:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2 (g)△H=+161.1kJ•mol-1
故答案為:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2 (g)△H=+161.1kJ•mol-1;
(2)吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過適當(dāng)處理后又可再生,用使平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng),在高溫、低壓下有利于平均逆向進(jìn)行,
故選:B;
(3)某溫度下,向容積為100L的密閉容器中通入4molNH3和2molCO2,該反應(yīng)進(jìn)行到40s時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為50%,轉(zhuǎn)化的二氧化碳為1mol,則:
           2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(l)+H2O(g)
起始量(mol):4        2                       0
變化量(mol):2        1                       1
平衡量(mol):2        1                       1
則平衡常數(shù)K=$\frac{c({H}_{2}O)}{{c}^{2}(N{H}_{3})×c(C{O}_{2})}$=$\frac{\frac{1}{100}}{(\frac{2}{100})^{2}×\frac{1}{100}}$=2500L2•mol-2,
故答案為:2500.

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合,為高考常見題型和高頻考點(diǎn),題目涉及熱化學(xué)方程式書寫、化學(xué)平衡影響因素、平衡常數(shù)、離子濃度比較等,是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.實(shí)驗(yàn)室里需480mL1.0mol/LNaOH溶液,若用固體NaOH配制,則應(yīng)選擇的容量瓶規(guī)格為( 。
A.480mLB.1000mLC.100mLD.500mL

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7.如圖是一個(gè)合成反應(yīng)的流程圖:

(1)寫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式A、、B、、C.HOCH2CH2OH、
(2)寫出下列化學(xué)反應(yīng)的方程式:①+2NaOH$→_{△}^{H_{2}O}$+2NaCl;
(3)上圖各物質(zhì)中能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的是,反應(yīng)的化學(xué)方程式是+4[Ag(NH32]OH$\stackrel{△}{→}$4Ag↓+6NH3↑++2H2O.

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4.下列物質(zhì)的電離方程式正確的是( 。
A.H2CO3?2H++CO32-B.Ba(OH)2?Ba2++2OH-
C.NaHCO3?Na++HCO3-D.HClO?H++ClO-

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11.全世界每年銅的產(chǎn)量為 8×106t,工業(yè)上由輝銅礦(主要成分是Cu2S,其中銅元素為+1價(jià))生產(chǎn)銅的主要反應(yīng)為:Cu2S+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+SO2下列說法正確的是(  )
A.Cu2S的摩爾質(zhì)量為160
B.每生產(chǎn)1molCu需轉(zhuǎn)移2mol電子
C.該反應(yīng)中Cu2S既是氧化劑又是還原劑
D.若用該反應(yīng)生產(chǎn)銅,全世界每年產(chǎn)生的SO2的體積為1.4×106L

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6.開發(fā)清潔能源是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)問題.二甲醚(CH3OCH3)在未來可能替代柴油和液化氣作為潔凈液體燃料使用,工業(yè)上以CO和H2為原料生產(chǎn)CH3OCH3.工業(yè)制備二甲醚在催化反應(yīng)室中(壓力2.0~10.0Mpa,溫度230~280℃)進(jìn)行下列反應(yīng):
①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1=-99kJ•mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-23.5kJ•mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3=-41.2kJ•mol-1
(1)催化反應(yīng)室中的總反應(yīng)3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g),計(jì)算△H=-262.7kJ•mol-1.反應(yīng)原料來自煤的氣化.已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c({H}_{2})•c(CO)}{c({H}_{2}O)}$,每生成1mol H2需要吸收131.3kJ的熱量.寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ•mol-1
(2)在該條件下,若反應(yīng)①的起始濃度分別為:c(CO)=0.6mol•L-1,c(H2)=1.4mol•L-1,8min后達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為50%,則8min內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率為0.075mol•L-1•min-1
(3)在t℃時(shí),反應(yīng)②的平衡常數(shù)為400,此溫度下,在1L的密閉容器中加入一定的甲醇,反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分的物質(zhì)的量濃度如下:
物質(zhì)CH3OHCH3OCH3H2O
c(mol•L-10.461.01.0
此時(shí)刻v>v(填“>”“<”或“=”),平衡時(shí)c(CH3OCH3)的物質(zhì)的量濃度是1.2mol•L-1
(4)在(1)小題中催化反應(yīng)室的總反應(yīng)3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g),CO的平衡轉(zhuǎn)化率a(CO)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示,圖中X代表溫度(填“溫度”或“壓強(qiáng)”)判斷的理由是圖中表明隨著X增大,CO的平衡轉(zhuǎn)化率減。蝗绻鸛表示壓強(qiáng),壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,不符合條件;如果X表示溫度,溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小,符合條件

(5)在催化劑的作用下同時(shí)進(jìn)行三個(gè)反應(yīng),發(fā)現(xiàn)隨著起始投料比$\frac{n({H}_{2})}{n(CO)}$的改變,二甲醚和甲醇的產(chǎn)率(產(chǎn)物中的碳原子占起始CO中碳原子的百分率)呈現(xiàn)如圖2的變化趨勢(shì).試解釋二甲醚產(chǎn)率和甲醇產(chǎn)率變化的原因:當(dāng)投料比小于1時(shí),隨著c(H2)增大,反應(yīng)①的平衡正向移動(dòng),CO轉(zhuǎn)化率增大,因此二甲醚和甲醇的產(chǎn)率增大;當(dāng)投料比大于1時(shí),隨著c(H2)增大,反應(yīng)③被抑制,c(H2O)增大,最終抑制反應(yīng)②,因此甲醇的產(chǎn)率繼續(xù)增大而二甲醚的產(chǎn)率減。

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13.t℃時(shí),將3molA和2molB氣體通人體積為2L的密閉容器中(容積不變),發(fā)生如下反應(yīng):3A(氣)+B(氣)?xC(氣),2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)(溫度不變),剩余1.8molB,并測(cè)得C的濃度為O.4mol/L,請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)x=4.
(2)比較達(dá)到平衡時(shí),A、B兩反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率:α(A)>α(B)(填>、=或<)
(3)若繼續(xù)向原平衡混合物的容器中通人少量氦氣(氦氣和A、B、C都不反應(yīng))后,下列說法中正確的是C(填寫字母序號(hào))
A.化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)    B.化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
C.化學(xué)平衡不會(huì)發(fā)生移動(dòng)        D.正、逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率將發(fā)生同等程度的改變
(4)若向原平衡混合物的容器中再充入3molA和2molB,在t℃時(shí)達(dá)到新的平衡,此時(shí)B的物質(zhì)的量為n(B)=3.6mol.(填“>”、“<”、或“=”)
(5)如果將amolA、bmolB、cmolC在相同溫度和容器中進(jìn)行反應(yīng),欲使反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與原平衡相等,起始加入的三種物質(zhì)的物質(zhì)的量n(A)、n(B)、n(C)之間應(yīng)該滿足的等量關(guān)系式:(a+$\frac{3}{4}$c):(b+$\frac{1}{4}$c)=3:2(a,b及c的關(guān)系式)

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10.下列說法正確的是( 。
A.高錳酸鉀充分加熱后的剩余固體、碘酒、空氣都是混合物
B.Na2O和NH3的水溶液均能導(dǎo)電,故均為電解質(zhì)
C.氧化還原反應(yīng)中非金屬單質(zhì)只作氧化劑
D.酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+與OH-結(jié)合生成水,故酸堿中和反應(yīng)都可用H++OH-═H2O表示

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11.下列金屬的冶煉原理中,屬于熱分解法的是(  )
A.2HgO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Hg+O2B.Fe3O4+4CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4CO2
C.Fe+CuSO4═FeSO4+CuD.2NaCl(熔融)$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Na+Cl2

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