分析 (1)该反应中C元素化合价由-4价变为+2价、H元素化合价由+1价变为0价,失电子化合价升高的元素被氧化;当生成标准状况下35.84L合成气时,生成n(CO)=$\frac{35.84L}{22.4L/mol}$=0.4mol,根据C元素化合价变化确定转移电子的物质的量;
(2)①根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算甲烷的反应速率,再根据同一可逆反应、同一时间段内个物质的反应速率之比等于其计量数之比计算氢气的反应速率;
化学平衡常数K=$\frac{c(CO).{c}^{3}({H}_{2})}{c(C{H}_{4}).c({H}_{2}O)}$;
②相同其它条件下,增大压强,平衡向逆反应方向移动,甲烷的转化为减小;化学平衡常数只与温度有关,升高温度,甲烷的转化率增大,则正反应是吸热反应,温度越高,化学平衡常数越大;
(3)能使$\frac{n(C{O}_{2})}{n({H}_{2}O)}$增大,该反应应该向正反应方向移动但不能通过增大水蒸气的物质的量实现;
水电离的OH-的物质的量浓度=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-pH}}$;常温下,0.1mol•L-1 KHCO3溶液pH>8,说明碳酸氢根在水解程度大于电离程度.
解答 解:(1)该反应中C元素化合价由-4价变为+2价、H元素化合价由+1价变为0价,失电子化合价升高的元素被氧化,所以C元素被氧化;当生成标准状况下35.84L合成气时,生成(CO)=$\frac{35.84L}{22.4L/mol}$=0.4mol,则转移电子的物质的量=0.4mol×[2-(-4)]=2.4mol,
故答案为:C(碳);2.4mol;
(2)①甲烷的反应速率=$\frac{\frac{2mol×0.5}{100L}}{5min}$=0.002mol/(L.min),同一可逆反应、同一时间段内个物质的反应速率之比等于其计量数之比,则氢气的反应速率=3×0.002mol/(L.min)=0.006mol/(L.min);
100℃时,c(CH4)=$\frac{2mol×(1-0.5)}{100L}$=0.01mol/L,c(H2O)=$\frac{5mol-2mol×(1-0.5)}{100L}$=0.04mol/L,
c(CO)=$\frac{2mol×0.5}{100L}$=0.01mol/L,c(H2)=3c(CO)=0.03mol/L,化学平衡常数K=$\frac{c(CO).{c}^{3}({H}_{2})}{c(C{H}_{4}).c({H}_{2}O)}$=$\frac{0.01×(0.03)3}{0.01×0.04}$=6.75×10-4,
故答案为:0.006mol•L-1•min-1;6.75×10-4 mol2•L-2;
②根据图象知,增大压强,平衡向逆反应方向移动,则甲烷的转化率降低,所以P1<P2;
升高温度,甲烷的转化为增大,说明正反应是吸热反应,温度越高,平衡常数越大,所以KC>KB> KA,
故答案为:<;KC>KB> KA;
(3)A.降低温度,平衡向正反应方向移动,则能使$\frac{n(C{O}_{2})}{n({H}_{2}O)}$增大,故正确;
B.恒温恒容下充入He(g),反应物和生成物浓度不变,则平衡不一定,则$\frac{n(C{O}_{2})}{n({H}_{2}O)}$不变,故错误;
C.将H2从体系中分离,平衡向正反应方向移动,则$\frac{n(C{O}_{2})}{n({H}_{2}O)}$增大,故正确;
D.再通入一定量的水蒸气,平衡向正反应方向移动,但水转化的物理量远远小于加入的物理量,所以能使$\frac{n(C{O}_{2})}{n({H}_{2}O)}$减小,故错误;
故选:AC;
可用碳酸钾溶液吸收生成的CO2,常温下pH=10的碳酸钾溶液中水电离的c(OH-)=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-10}}$mol/L=1×10-4 mol•L-1;常温下,0.1mol•L-1 KHCO3溶液pH>8,则溶液中碳酸氢根离子水解程度大于电离程度,所以c(H2CO3)>c(CO32-),故答案为:AC; 1×10-4 mol•L-1;>.
点评 本题考查了转化率与温度和压强的关系、化学平衡移动的影响因素、盐类水解等知识点,会根据图象中温度、压强温度反应热、平衡移动方向,注意化学平衡常数只与温度有关,注意(3)中BD选项,如果恒压条件下充入He,则平衡会发生移动,但恒容条件下通入He,则平衡不移动,为易错点.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | ①②③④ | B. | ④⑤ | C. | ③④⑤ | D. | ①②③ |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
| 化学键 | C=0 | H-H | C-C | C-H | 0-H | C-0 |
| 键能/kJ•mol-1 | 803 | 436 | 332 | 409 | 463 | 326 |
| 成分 | 含量/(mg/L) | 成分 | 含量(mg/L) |
| Cl- | 18980 | Ca2+ | 400 |
| Na+ | 10560 | HCO3-; | 142 |
| SO42- | 2560 | Mg2+ | 1272 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:多选题
| A. | 反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率 | |
| B. | 若反应开始时SiCl4为1mol,则达到平衡时,吸收热量为QkJ | |
| C. | 反应至4min时,若HCl的浓度为0.12mol•L-1,则H2的反应速率为:0.015mol/(L•min) | |
| D. | 当反应吸收热量为0.025QkJ时,生成的HCl通入100mL1mol•L-1的NaOH溶液恰好反应 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
| 气化反应式 | 1gK | ||
| 700K | 900K | 1200K | |
| C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) | -2.64 | -0.39 | 1.58 |
| C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) | -1.67 | -0.03 | 1.44 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
| 实验 | 反应温度/℃ | Na2S2O3溶液 | 稀H2SO4 | H2O | ||
| V/mL | c/(mol•L-1) | V/mL | c/(mol•L-1) | V/mL | ||
| A | 25 | 5 | 0.1 | 10 | 0.1 | 5 |
| B | 25 | 5 | 0.2 | 5 | 0.2 | 10 |
| C | 35 | 5 | 0.1 | 10 | 0.1 | 5 |
| D | 35 | 5 | 0.2 | 5 | 0.2 | 10 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | 澄清透明的溶液中:Na+、K+、MnO4-、NO3- | |
| B. | pH=13的溶液中:Na+、K+、SO42-、HCO3- | |
| C. | 0.1 mol•L-1 NaClO溶液中:K+、Na+、NO3-、I- | |
| D. | 0.1 mol•L-1 FeCl3溶液中:Na+、NH4+、SCN-、SO42- |
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