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19.(1)已知:3H2(g)+3CO(g)═CH3OCH3(g)+CO2(g),△H=-247kJ/mol.一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是AE.
a.低温高压         b.加入催化剂       c.体积不变充入氦气
d.增加CO的浓度    e.分离出二甲醚
(2)已知反应2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g),在某温度下,在1L密闭容器中加入CH3OH,反应到10分钟时达到平衡,此时测得各组分的浓度如下:
物质CH3OHCH3OCH3H2O
浓度/(mol•L-1)0.010.20.2
①该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})c({H}_{2}O)}{{c}^{2}(C{H}_{3}OH)}$,该温度的平衡常数为400.
②若加入CH3OH后,经10min反应达到平衡,该时间内反应速率v(CH3OH)=0.04 mol•L-1•min-1.若平衡后,再向容器中再加入0.01mol CH3OH和0.2mol CH3OCH3,此时正、逆反应速率的大小:v正> v逆 (填“>”、“<”或“=”).
(3)甲醇日趋成为重要的有机燃料,通常利用CO和H2合成甲醇,其反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g).今在一容积可变的密闭容器中,充有10mol CO和20mol H2,用于合成甲醇.CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示:
①上述合成甲醇的反应为放热反应(填“放热”或“吸热”).
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为KA=KB>KC.
③若将达到平衡状态A时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池,电解质溶液为KOH浓溶液,则该电池工作时正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-.

分析 (1)要提高CO的转化率,应使平衡向正反应分析移动;
(2)2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)
①K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,结合平衡浓度计算;
②计算二甲醚的反应速率,结合反应速率之比等于化学计量数之比计算v(CH3OH),依据浓度商和平衡常数比较判断反应进行的方向;
(3)①化学平衡图象分析方法,平衡图象题主要注意三点一趋势,三点是:图象的起点、拐点、终点,一趋势是看曲线的变化趋势.当然要看好横、纵坐标的向量.
②对于一个给定的化学反应,化学平衡常数的影响因素只有温度;
③燃料电池的正极电极反应式书写,只有两种写法:
酸性:O2+4e-+4H+=2H2O
碱性:O2+4e-+2H2O=4OH-

解答 解:(1)A.正反应放热,则降低温度可使平衡向正方向移动,增大压强平衡向正方向移动,CO的转化率增大,故A正确;
B.加入催化剂平衡不移动,故B错误;
C.体积不变充入N2,平衡不移动,故C错误;
D.增加CO浓度,CO的转化率降低,故D错误;
E.分离出二甲醚,可使平衡向正方向移动,CO的转化率增大故E正确,
故答案为:AE;
(2)①由表格中的数据及K的定义可知,2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)
反应的平衡常数K=$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})c({H}_{2}O)}{{c}^{2}(C{H}_{3}OH)}$=$\frac{0.2×0.2}{0.0{1}^{2}}$=400,
故答案为:$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})c({H}_{2}O)}{{c}^{2}(C{H}_{3}OH)}$,400;
②由表格中的数据可知,v(CH3OCH3)=$\frac{0.2mol/L}{10min}$=0.02 mol•L-1•min-1,又反应速率之比等于化学计量数之比,
v(CH3OH)=2×0.02 mol•L-1•min-1=0.04 mol•L-1•min-1;
若平衡后,再向容器中再加入0.01mol CH3OH和0.2mol CH3OCH3,c(CH3OH)=0.02mol/L,c(CH3OCH3)=0.4mol/L c(H2)=0.2mol/L
Q=$\frac{0.2×0.4}{0.0{2}^{2}}$=200<K,说明平衡正向进行,v正>v逆;
故答案为:0.04 mol•L-1•min-1;>;
(3)①从图上可见,在P2时,随温度的升高CO的转化率越来越低,可见,升温时平衡向逆向移动,据勒夏特列原理,正反应放热.
故答案为:放热
②化学平衡常数只受温度的影响,该反应放热,温度越高平衡逆向移动,K值减小.
故答案为:KA=KB>KC;
③燃料电池的正极,是氧气反应,在碱性条件下有水参与生成氢氧根.O2+2H2O+4e-=4OH-,
故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-.

点评 本题考查较综合,主要是平衡常数、化学平衡图象及平衡移动影响因素、原电池电极反应书写等,侧重分析能力、计算能力及知识迁移应用能力的考查,综合性较强,题目难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.工业上合成合成氨的热化学方程式如下:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{2}(N{H}_{3})}{c({N}_{2})•{c}^{3}({H}_{2})}$;
(2)工业上采取以下措施能用勒夏特列原理解释的是BD
A.加入催化剂             
B.增大反应容器的压强(50MPa)
C.升高反应的温度(500℃)   
D.设法分离产生的氨气
(3)一定温度下,在密闭容器中进行以上反应.容器中0-4minN2、H2和NH3三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示.
①若容器为体积为2L的恒容容器,则反应开始2分钟 NH3的平均反应速率为0.05mol/(L•min).
②若容器为体积可变的恒压容器,在4min时往容器中再加入N2和H2各1mol,平衡向向右移动(填“向右”、“向左”或“不”),平衡常数不变(填“增大”、“减小”或“不变”);
(4)反应一段时间后,在t min时再次达到平衡,在答卷的图中画出H2在4min-t min时间内物质的量的变化曲线(标出必要数据).

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.用如图所示装置进行实验.将少量液体逐滴加入到的固体乙中,试管中试剂为丙,则下表中现象正确的是(  ) 
选项甲乙丙试管中现象
A浓氨水生石灰Al(SO4)3溶液先沉淀后消失
B浓硝酸铜淀粉KI溶液试管口出现红棕色溶液仍为无色
C浓盐酸二氧化锰石蕊溶液先变红后褪色
D双氧水二氧化锰氢硫酸溶液出现浑浊
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

7.下列有关氧化还原反应的叙述中正确的是(  )
A.具有氧化性的物质在反应中一定做氧化剂
B.氧化还原反应的实质是电子转移
C.某元素从游离态变为化合态,该元素一定被氧化
D.反应中当有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.化学在生产和日常生活中有着重耍的应用,下列说法不正确的是(  )
A.明矾在水中形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化
B.氧化铝常被用于制作作耐火材料
C.Fe2O3俗称铁红,常用作红色的油漆和涂料
D.Na2O2具有强氧化性,不能用作呼吸面具中的供氧剂

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

4.NH3与NO2是常见的氮的化合物,研究它们的综合利用有重要意义.
(1)NO2产生的环境问题有产生光化学烟雾或形成酸雨(填两种).
(2)热电厂通常用NH3消除燃煤烟气中NO2,该反应化学方程式8NH3+6NO2$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$7N2+12H2O.
(3)氨气与氯化氢气体混合的现象及该反应的用途是产生白烟,检验氨气或氯化氢是否泄漏.
(4)若将少量氨气与过量氯气混合,则生成一种酸性气体和另一种化合物A,A中所有原子均满足8电子稳定结构,试写出A的电子式.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.已知A为常见金属,X、Y为常见非金属,X、E、F、G常温下为气体,Y为黑色固体,常温下C为无色液体,B是一种盐,受热极易分解,在工农业生产中用途较广.现用A与石墨作电极,B的浓溶液作电解质,构成原电池.有关物质之间的转化关系如图(其中有些反应的条件及部分生成物被略去):

请填写下列空白:
(1)原电池反应①中正极的电极反应式为2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑;
(2)反应②的化学方程式为4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O;
(3)反应④为A在某种气体中燃烧,生成单质Y和A的氧化物,其反应方程式为2Mg+CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C;
(4)“操作b”为在HCl气流中蒸干;
(5)反应⑤的化学方程式为C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(6)检验气体E的试剂及现象是湿润的红色石蕊试纸,变蓝;
(7)已知E可与次氯酸钠溶液反应生成K,K和E的组成元素相同,且一分子K中有18个电子,则K中所含的化学键类型为极性共价键、非极性共价键.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图Ⅰ~Ⅱ所示.

(1)图Ⅰ、Ⅱ所示实验均能鉴别这两种物质,与实验Ⅰ相比,实验Ⅱ的优点是(填选项序号)D.
A.Ⅱ比Ⅰ复杂             B.Ⅱ比Ⅰ安全
C.Ⅱ比Ⅰ难操作           D.Ⅱ可以做到用同一套装置进行对比实验,而Ⅰ不行
(2)若用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性.则试管B中应装入的固体最好是(填化学式)NaHCO3.
(3)某同学将质量为m1的NaHCO3固体放在试管中加热分解一段时间后,恢复到原条件,测得剩余固体的质量为m2.试管中发生的反应的化学方程式是2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑生成的Na2CO3的质量为$\frac{53}{31}({m}_{1}-{m}_{2})$.
(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应.当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2:1时,请设计实验检验反应后所得溶液中溶质的阴离子:取上层清液少许于洁净试管中,加入适量CaCl2溶液,若有白色沉淀生成,证明有CO32-.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

9.为了探究SO2与Na2O2的反应是否类似于CO2与Na2O2的反应,甲同学设计了如图所示的实验装置,回答下列问题:
(1)移开棉花,将带火星的木条放在C试管口,未见木条复燃,甲同学因此认为SO2与Na2O2的反应不同于CO2.请按甲同学的观点写出反应的化学方程式SO2+Na2O2=Na2SO4.
(2)乙同学认为无论反应原理如何,最终都有O2产生,乙同学的理由是A中生成的SO2气体中含有水蒸气.按照乙同学的观点,该装置需做的改进是在A和B之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶.
(3)假设Na2O2完全反应,反应后B装置中固体生成物可能是:①Na2SO3;②Na2SO4;③Na2SO3和Na2SO4.
请设计实验方案检验,写出实验步骤以及预期现象和结论,完成表:
限选试剂:2mol•L-1 HCl溶液,1mol•L-1 HNO3溶液,1mol•L-1 BaCl溶液,1mol•L-1 Ba(NO3)2溶液,0.01mol•L-1 KMnO4酸性溶液.
实验步骤预期现象和结论
步骤1:取B中的少量固体样品于试管中,滴加足量蒸馏水,溶解,然后取少量待测液分别置于Ⅰ、Ⅱ试管中固体完全溶解
步骤2:往Ⅰ试管中加入1mol•L-1盐酸,再滴加1mol•L-1BaCl2溶液有白色沉淀生成,则证明生成物中含Na2SO4,
则证明生成物中含Na2SO4
步骤3:往Ⅱ试管中加入2~3滴0.01mol•L-1KMnO4酸性溶液,
振荡若KMnO4溶液紫红色褪去,则证明生成物中有Na2SO3;,
则证明生成物中有Na2SO3;若
若KMnO4溶液紫红色不褪去,
则说明生成物中没有Na2SO3.
(4)生成物中亚硫酸钠含量的测定:
①取a g生成物配制成100mL溶液,取10.00mL该溶液于锥形瓶中,加入几滴淀粉溶液作指示剂,用0.010 0mol•L-1碘水进行滴定,滴定终点现象为溶液出现蓝色,且半分钟内不褪色.记录数据,重复滴定2次,平均消耗碘水20.00mL.
②计算:生成物中亚硫酸钠的质量分数为$\frac{0.252}{a}$×100%.

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