练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

    在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应：

    CO2(g) + H2(g)   CO(g) + H2O(g)，其平衡常数Ｋ和温度t的关系如下：

    t℃

    700

    800

    850

    1000

    1200

    K

    2.6

    1.7

    1.0

    0.9

    0.6

    (1) K的表达式为：　         　  　　；该反应的正反应为　　        　反应（“吸热”或“放热”）

    (2) 能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是：               

    Ａ．容器中压强不变　　      Ｂ．混合气体中CO浓度不变

    Ｃ．v(H2)正= v(H2O)逆　　    D．c(CO2) = c(CO)　

    （3）某研究小组利用反应：CO(g)+H2O(g)  H2(g)+CO2(g)  △H=－41.2kJ/mol，制备CO2与H2的混合气体。用碱液吸收一定量CO2的方法来提高混合气中H2与CO2的体积比。若以1L1.5mol/L的NaOH溶液充分吸收了22.4L（已折算为标准状况下体积）CO2，则吸收后溶液中各离子浓度从大到小的顺序是                                。

    （4）如将H2与CO2以4:1的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。已知：

    CH4 (g) + 2O2(g)  CO2(g)+ 2H2O（1）  ΔH1＝－890.3 kJ/mol 

    H2(g) + 1/2O2(g)  H2O（1）           ΔH2＝－285.8 kJ/mol 

    则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是                     。

    （5）熔融盐燃料电池如下图：

    该图是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32－－8e－=5CO2+2H2O。正极的电极反应是_______ 。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环，则A物质的化学式是_________。实验过程中，若通入了标准状况下空气448L（假设空气中O2体积分数为20%），则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4____________L。

     

    【答案】

    （1）；    放热；

    （2）B、C；

    （3）c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)

    （4）CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l) ΔH=－252.9kJ/mol

    （5）O2+4e-+2CO2=2CO32-    CO2  44.8

    【解析】

    试题分析：（1）反应CO2(g) + H2(g)   CO(g) + H2O(g) 平衡常数表达式为。由表格中数据可知，随着温度升高，平衡常数减少，说明正反应是放热反应。（2）容器容积固定，反应前后气体物质的量不变，所以无论是平衡状态还是非平衡状态，容器中压强均不变，A错误；化学平衡状态的标志是正、逆反应速率相等，各组分浓度保持不变，所以CO浓度保持不变的状态是平衡状态，B正确；H2和H2O的计量数比为1：1，所以v(H2)正= v(H2O)逆的状态是平衡状态，C正确；二氧化碳与一氧化碳浓度相等不能作为判断反应是平衡状态的标志，平衡时二者浓度可能相等也可能不等，与二氧化碳起始投料和二氧化碳的转化率有关系，D错误。（3）CO2与NaOH反应有两种情况：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、NaOH+CO2=NaHCO3，题中CO2与NaOH物质的量比为2：3，介于1：1与1：2之间，所以1molCO2与1.5molNaOH生成Na2CO3和NaHCO3，设Na2CO3、NaHCO3物质的量分别为x、y，由C守恒得x+y=1；由Na守恒得2x+y=1.5，解得x=y=0.5mol。CO32-水解生成HCO3-和OH-，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)。（4）CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)  ΔH=4ΔH2－ΔH1＝－252.9 kJ/mol。（5）电池中介质为熔融碳酸盐，正极通入的是氧气，正极反应为O2+4e-=2O2-、O2-+CO2=CO32-，将二式相加即得O2+4e-+2CO2=2CO32-。由电极反应可知图中的A为CO2。由正、负极电子转移相等得CH4～8e-～2O2，所以通入的O2为4mol时反应的CH4为2mol。

    考点：化学平衡常数 化学平衡状态的标志 离子浓度比较 盖斯定律 电化学

    点评：本题（5）也可先写出燃料电池总反应CH4+2O2=CO2+2H2O，用总反应减去负极电极反应式即得正极电极反应式。

     

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    氮是地球上含量丰富的元素，氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义．
    （1）如图是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，写出NO2和CO反应的热化学方程式
    NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol-1
    NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol-1
    ．若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大，则E1的变化是
    减小
    减小
    ，该反应的反应热△H
    不变
    不变
    （填“增大”“减小”或“不变”）．
    （2）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180kJ?mol-1
    2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=-746kJ?mol-1
    则反应CO（g）+
    1
    2
    O2（g）=CO2（g）的△H=
    -283
    -283
    kJ?mol-1
    （3）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生下列反应：N2（g）+3H2O（l）=2NH3（g）+
    3
    2
    O2（g）△H=a kJ?mol-1
    为进一步研究NH3生成量与温度的关系，测得常压下达到平衡时部分实验数据如下表：
    T/K 303 313 323
    NH3生成量/（10-6mol） 4.8 5.9 6.0
    此合成反应中，a
    ＞
    ＞
    0；△s
    ＜
    ＜
    0，（填“＞”、“＜”或“=”）
    （4）在一固定容积为2L的密闭容器内加入2mol NH3和3mol O2，发生反应4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g），2min后达到平衡，生成1.2mol NO．则前2分钟的平均反应速率v（NH3）为
    0.3mol/（L?min），
    0.3mol/（L?min），
    ，平衡时O2的转化率为
    50%
    50%
    ，该反应平衡常数的表达式K=
    C4(NO)C6(H2O)
    C4(NH3)C5(O2)
    ，
    C4(NO)C6(H2O)
    C4(NH3)C5(O2)
    ，
    ．
    （5）某温度下，体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生下列反应：N2（g）+3H2（g） 
    催化剂
    高温高压
    2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-1，实验测得反应起始时、达到平衡时的有关数据如下表所示：
    容器
    编号    		 起始时各物质的物质的量/mol 反应达平衡时的焓变/kJ?mol-1
    N2 H2 NH3
    A 1 3 0 △H1=-23.1
    B 0.9 2.7 0.2 △H2
    容器B中反应达到平衡状态时的反应热△H2=
    13.86
    13.86
    ．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    精英家教网能源是制约国家发展进程的因素之一．甲醇、二甲醚等被称为2 1世纪的绿色能源，工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气（CO、H2），再制成甲醇、二甲醚．
    （1）工业上，可以分离合成气中的氢气，用于合成氨，常用醋酸二氨合亚铜[Cu（NH3）2]AC溶液（AC=CH3COO-）来吸收合成气中的一氧化碳，其反应原理为：[Cu（NH3）2]AC（aq）+CO（g）+NH3（g）?[Cu（NH3）3]AC?CO（aq）△H＜0常压下，将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得[Cu（NH3）2]AC溶液的措施是
     
    ；
    （2）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
    反应a：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol；反应b：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0
    ①对于反应a，某温度下，将4.0mol CO2（g）和12.0mol H2（g）充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，测得甲醇蒸气的体积分数为30%，则该温度下反应的平衡常数为
     
    ；
    ②对于反应b，某温度下，将1.0mol CO（g）和2.0mol H2（g）充入固定容积的密闭容器中，反应到达平衡时，改变温度和压强，平衡体系中CH3OH的物质的量分数变化情况如图所示，于温和压强的关系判断正确的是
     
    ；（填字母代号）
     A．p3＞p2，T3＞T2  B．p2＞p4，T4＞T2   C．p1＞p3，T1＞T3    D．p1＞p4，T2＞T3
    （3）CO可以合成二甲醚，二甲醚可以作为燃料电池的原料，化学反应原理为：CO（g）+4H2（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H＜0
    ①在恒容密闭容器里按体积比为1：4充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态．当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是
     
    ；
    A．逆反应速率先增大后减小
    B．反应物的体积百分含量减小
    C．正反应速率先增大后减小
    D．化学平衡常数K值增大
    ②写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式
     
    ；
    ③己知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量．关于二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池，下列说法正确的是
     
    （填字母）
    A．两种燃料互为同分异构体，分子式和摩尔质量相同，比能量相同
    B．两种燃料所含共价键数目相同，断键时所需能量相同，比能量相同
    C．两种燃料所含共价键类型不同，断键时所需能量不同，比能量不同
    （4）已知lg二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63kJ，请写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式
     
    ．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源：2011届浙江省杭州高级中学高三高考全真模拟卷（理综）化学试题 题型：填空题

    氮是大气中含量丰富的一种元素，氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用，减少氮氧化物的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列氮及其化合物的相关问题：
    （1）据报道，意大利科学家获得了极具研究价值的N4，其分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。已知断裂1 mol N－N键吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量，请写出N4气体转变为N2反应的热化学方程式：______________________。
    （2）据报道，NH3可直接用作车用燃料电池，写出该电池的负极反应式：
    __________________________________________________________________________。
    （3）在T1℃时，将5 mol N2O5置于10 L固定容积的密闭容器中发生下列反应：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)；△H＞0。反应至5分钟时各物质的浓度不再发生变化，测得NO2的体积分数为50%。
    ①上述平衡体系中O2的体积分数为__________，N2O5的物质的量为__________mol。
    ②用O2表示从0～5 min内该反应的平均速率υ(O2)= __________。
    ③将上述平衡体系的温度降至T2℃，密闭容器内减小的物理量有__________。
    A．压强      B．密度       C．反应速率       D．N2O5的浓度
    （4）在恒温恒容的密闭容器中充入NO2，建立如下平衡：2NO2(g)N2O4(g)，平衡时N2O4与NO2的物质的量之比为a，其它条件不变的情况下，分别再充入NO2和再充入N2O4，平衡后引起的变化正确的是__________。
    A．都引起a减小      B．都引起a增大
    C．充入NO2引起a减小，充入N2O4引起a增大
    D．充入NO2引起a增大，充入N2O4引起a减小

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源：2014届浙江省温州市十校联合体高三上学期期中联考化学试卷（解析版） 题型：填空题

    氮是大气中含量丰富的一种元素，氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用，减少氮氧化物的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列氮及其化合物的相关问题：

    (1)据报道，意大利科学家获得了极具研究价值的N4，其分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。已知断裂1 mol N－N键吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量，请写出N4气体转变为N2反应的热化学方程式：                             。

    (2)据报道，NH3可直接用作车用燃料电池，写出该电池的负极反应式：                           。

    (3)在T1℃时，将5 mol N2O5置于10L固定容积的密闭容器中发生下列反应：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)；△H＞0。反应至5分钟时各物质的浓度不再发生变化，测得NO2的体积分数为50%。

    ①求该反应的平衡常数K=         (数字代入式子即可)，上述平衡体系中O2的体积分数为__________。

    ②用O2表示从0～5 min内该反应的平均速率υ(O2)=         。

    ③将上述平衡体系的温度降至T2℃，密闭容器内减小的物理量有         。

    A．压强            B．密度           C．反应速率           D．N2O5的浓度

    (4)在恒温恒容的密闭容器中充入NO2，建立如下平衡：2NO2(g)N2O4(g)，平衡时N2O4与NO2的物质的量之比为a，其它条件不变的情况下，分别再充入NO2和再充入N2O4，平衡后引起的变化正确的是__________。

    A．都引起a减小   B．都引起a增大   C．充入NO2引起a减小，充入N2O4引起a增大

    D．充入NO2引起a增大，充入N2O4引起a减小

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    一定条件下将2mol SO2和2mol SO3气体混合于一固定容积的密闭容器中，发生反应：

    2SO2＋O2  2SO3，平衡时SO3为n mol，在相同温度下，分别按下列配比在上述容

    器中放入起始物质，平衡时SO3的物质的量可能大于n的是 （     ）

    A．2 mol SO2 ＋ 1 mol O2                B．4 mol SO2 ＋ 1 mol O2

    C．2 mol SO2 ＋ 1 mol O2 ＋ 2 SO3        D．3 mol SO2 ＋ 1 SO3

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案