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        1. Ⅰ:工業(yè)上用CO2和H2在一定條件發(fā)生如下反應(yīng)合成甲醇并放出大量的熱:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1   回答下列問題。
          (1)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   ΔH2
          則反應(yīng)2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)  ΔH=           (用含ΔH1、ΔH2表示)
          (2)若反應(yīng)溫度升高,CO2的轉(zhuǎn)化率       (填“增大”“減小”或“不變”)。
          (3)寫出在酸性環(huán)境中,甲醇燃料電池中的正極反應(yīng)方程式                             
          Ⅱ:生產(chǎn)甲醇的原料H2可用如下方法制得:CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g),一定溫度下,將2 mol CH4和4 mol H2O通入容積為10L的密閉反應(yīng)室中,反應(yīng)中CO的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖所示,請(qǐng)回答下列問題:

          (4)反應(yīng)進(jìn)行到4分鐘到達(dá)平衡。請(qǐng)計(jì)算從反應(yīng)開始到剛剛平衡,平均反應(yīng)速率v(H2)為               ;并求此反應(yīng)在此溫度下的平衡常數(shù)(在答題卡對(duì)應(yīng)的方框內(nèi)寫出計(jì)算過程)。
          (5)在第5分鐘時(shí)將容器的體積瞬間縮小一半后,若在第8分鐘時(shí)達(dá)到新的平衡(此時(shí)CO的濃度約為0.25 mol·L—1 ),請(qǐng)?jiān)趫D中畫出第5分鐘后H2濃度的變化曲線。

          19(除指定外,其余每空2分,共15分)
          Ⅰ(1) 3ΔH2-2ΔH1      (2)減小  (3)O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O
          Ⅱ(4)0.075 mol·L-1·min-1
          (此空4分) CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g)
          起始(mol·L-1)  0.2      0.4
          變化(mol·L-1)  0.1      0.1         0.1      0.3
          平衡(mol·L-1)  0.1      0.3         0.1      0.3

           

           
          (5)

          (3分,起點(diǎn)標(biāo)對(duì)得1分,拐點(diǎn)、平臺(tái)標(biāo)對(duì)得1分、走勢(shì)對(duì)得1分。5分鐘時(shí)不畫垂直連接線不扣分)

          解析試題分析:(1)根據(jù)已知的兩個(gè)方程式和所求方程式可知,所求方程式可由3×②-2×①所得,所以ΔH=3ΔH2-2ΔH1
          (2)因?yàn)榉磻?yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)是一個(gè)放熱反應(yīng),所以根據(jù)平衡移動(dòng)原理,溫度升高,平衡左移,所以CO2 的轉(zhuǎn)化率減小。
          (3)電池的總反應(yīng)方程式已經(jīng)給出,根據(jù)總反應(yīng)式2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g),O2 做氧化劑化合價(jià)降低,所以正極發(fā)生的是3個(gè)O2 得12個(gè)e-。由于是酸性介質(zhì),所以不能有OH- 參與反應(yīng),所以參與的是H+ ,同時(shí)生成水,所以反應(yīng)式為3O2 + 12e- + 12H+ = 6H2O,化簡(jiǎn)后為O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O。
          (4)圖像中的縱坐標(biāo)是CO的濃度,所以要求氫氣的平均反應(yīng)速率需要根據(jù)方程式進(jìn)行變形,所以v(H2)=" 3v(CO)=3ΔC/Δt=0.3" mol·L-1/4 min ="0.075" mol·L-1·min-1 。
          平衡常數(shù)的計(jì)算過程為:
          CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g)
          起始(mol·L-1)  0.2      0.4
          變化(mol·L-1)  0.1      0.1         0.1      0.3
          平衡(mol·L-1)  0.1      0.3         0.1      0.3

          (5)體積縮小一半后,壓強(qiáng)增大且各組分的濃度瞬間增大1倍,所以圖像的起點(diǎn)由0.1 mol·L—1瞬間增大到0.2 mol·L—1;又壓強(qiáng)增大平衡往系數(shù)減小的一邊移動(dòng),所以CO的濃度增大到約為0.25 mol·L—1 為終點(diǎn)。
          考點(diǎn):主要考查考生化學(xué)平衡中的計(jì)算、平衡移動(dòng)原理、還要求化學(xué)方程式中的焓變的計(jì)算以及燃料電池電極反應(yīng)式的書寫。

          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

          (15分)能源的開發(fā)、利用與人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān),怎樣充分利用好能源是擺在人類面前的重大課題。
          I.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨) =2Fe(s)+3CO(g) △H=akJ·mol-1
          CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) △H=bkJ·mol-1
          C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=ckJ·mol-1
          則反應(yīng):4Fe(s)+3O2(g)= 2Fe2O3(s)的焓變△H=       kJ·mol-1
          Ⅱ.(1)依據(jù)原電池的構(gòu)成原理,下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是     (填序號(hào))。
          A.C(s)+CO2(g)=2CO(g)
          B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
          C.2H2O(l)= 2H2(g)+O2(g)
          D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
          若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液,依據(jù)所選反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池,請(qǐng)寫出該原電池的電極反應(yīng)。
          負(fù)極:                                                ,
          正極:                                                
          (2)二氧化氯(ClO2)是一種高效安全的自來水消毒劑。ClO2是一種黃綠色氣體,易溶于水。實(shí)驗(yàn)室以NH4Cl、鹽酸、NaClO2為原料制備ClO2流程如下:

          已知:電解過程中發(fā)生的反應(yīng)為:
          NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑;假設(shè)NCl3中氮元素為+3價(jià)。
          ①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式                                            
          ②在陽極上放電的物質(zhì)(或離子)是           。
          ③除去ClO2中的NH3可選用的試劑是         (填序號(hào))
          A.生石灰       B.堿石灰       C.濃H2SO4       D.水
          ④在生產(chǎn)過程中,每生成1mol ClO2,需消耗       mol NCl3。

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

          (1)請(qǐng)?jiān)谙聢D所示分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中用“*”標(biāo)記出手性碳原子。若用該有機(jī)物進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn),所得核磁共振氫譜有________個(gè)峰,強(qiáng)度比為________。

          (2)已知某硼烷相對(duì)分子質(zhì)量為28,核磁共振氫譜有兩個(gè)峰且強(qiáng)度比為1∶2,則該硼烷的分子式是________,已知該硼烷氣體在空氣中能劇烈燃燒生成三氧化二硼和水,且生成1 mol液態(tài)水可放出722 kJ的熱量,請(qǐng)寫出燃燒的熱化學(xué)方程式:____________________________。

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

          下圖是一個(gè)乙醇燃料電池工作時(shí)的示意圖,乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極,一個(gè)是鐵電極,工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少,請(qǐng)回答下列問題:

          (1)M電極的材料是        ,電極名稱是         ,加入乙醇的鉑電極的電極反應(yīng)
          式為                             。寫出乙池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式:                  。
          (2)在此過程中,乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時(shí),甲池中理論上消耗氧氣為    L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下);若此時(shí)乙池溶液的體積為400mL,則乙池中溶液的pH為      。
          (3)若在常溫常壓下,1g C2H5OH燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時(shí)放出29.71kJ熱量。表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為                                          
          (4)甲烷也是一種很好的清潔能源。蘊(yùn)藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體。甲烷氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol。356g“可燃冰”(若分子式為CH4·9H2O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水.放出的熱量為               kJ。

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

          我國(guó)是個(gè)鋼鐵大國(guó),鋼鐵產(chǎn)量為世界第一,高爐煉鐵是最為普遍的煉鐵方法.
          I. 已知:2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g),ΔH=-566 kJ·mol-1
          2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s),ΔH=-825.5 kJ·mol-1
          反應(yīng):Fe2O3(s)+ 3CO(g) 2Fe(s)+ 3CO2(g),ΔH=______ kJ·mol-1.
          Ⅱ. 反應(yīng)Fe2O3(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g)在1000℃的平衡常數(shù)等于4.在一個(gè)容積為10L的密閉容器中,1000℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反應(yīng)經(jīng)過l0min后達(dá)到平衡.
          (1)CO的平衡轉(zhuǎn)化率=____________.
          (2)欲提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率,促進(jìn)Fe2O3的轉(zhuǎn)化,可采取的措施是________.
          a.提高反應(yīng)溫度
          b.增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)
          c.選取合適的催化劑
          d.及時(shí)吸收或移出部分CO2
          e.粉碎礦石,使其與平衡混合氣體充分接觸
          Ⅲ.高爐煉鐵產(chǎn)生的廢氣中的CO可進(jìn)行回收,使其在一定條件下和H2反應(yīng)制備甲醇:
          CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g).請(qǐng)根據(jù)圖示回答下列問題:

          (1)從反應(yīng)開始到平衡,用H2濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(H2)=________.
          (2)若在溫度和容器相同的三個(gè)密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡吋的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:

          容器
          反應(yīng)物投入的量
          反應(yīng)物的
          轉(zhuǎn)化率
          CH3OH的濃度
          能量變化
          (Q1、Q2、Q3均大于0)

          1mol CO和2mol H2
          α1
          c1
          放出Q1kJ熱量

          1mol CH3OH
          α2
          c2
          吸收Q2kJ熱量

          2mol CO和4mol H2
          α3
          c3
          放出Q3kJ熱量
           
          則下列關(guān)系正確的是________.
          A.c1=c2
          B.2Q1=Q3
          C.2a1=a3
          D.a(chǎn)1 +a2 =1
          E.該反應(yīng)若生成1mol CH3OH,則放出(Q1+Q2)kJ熱量
          (3)若在一體積可變的密閉容器中充入l molCO、2molH2和1molCH3OH,達(dá)到平衡吋測(cè)得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍,則該反應(yīng)向________(填“正”、“逆”)反應(yīng)方向移動(dòng).
          (4)甲醇可與氧氣構(gòu)成燃料電池,該電池用多孔的惰性電極浸入濃氫氧化鉀溶液,寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式______________________.

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

          實(shí)施以減少能源浪費(fèi)和降低廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應(yīng)對(duì)全球氣候問題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的必然選擇;ば袠I(yè)的發(fā)展必須符合國(guó)家節(jié)能減排的總體要求。試運(yùn)用所學(xué)知識(shí),解決下列問題:
          ⑴已知某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為:
          它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為:
          ⑵利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下:
          ①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);ΔH=-90.8kJ·mol
          ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.5kJ·mol
          ③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);ΔH=-41.3kJ·mol
          總反應(yīng):3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=__________
          (3)煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實(shí)際問題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器時(shí),會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示:

          溫度/℃
          400
          500
          800
          平衡常數(shù)K
          9.94
          9
          1
           
          該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),若在500℃時(shí)進(jìn)行,設(shè)起始時(shí)CO和H2O的起始濃度均為0.020mol/L,在該條件下,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為:。
          (4)從氨催化氧化可以制硝酸,此過程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。
          對(duì)反應(yīng):N2O4(g)2NO2(g)△H>0,在溫度為T1、T2時(shí),平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示。下列說法正確的是。

          A.A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:A>C
          B.A、C兩點(diǎn)氣體的顏色:A深,C淺
          C.B、C兩點(diǎn)的氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量:B<C
          D.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
          E.A、C兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù):A>C
          (5)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1。現(xiàn)在溫度、容積相同的3個(gè)密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒容,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下。下列說法正確的是

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

          從能量的變化和反應(yīng)的快慢等角度研究反應(yīng):。
          (1)為了加快正反應(yīng)速率,可以采取的措施有________(填序號(hào),下同)。

          A.使用催化劑 B.適當(dāng)提高氧氣的濃度
          C.適當(dāng)提高反應(yīng)的溫度 D.適當(dāng)降低反應(yīng)的溫度
          (2)已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng),下圖能正確表示該反應(yīng)中能量變化的是________。

          (3)從斷鍵和成鍵的角度分析上述反應(yīng)中能量的變化。
          【資料】①鍵能:拆開1mol化學(xué)鍵需要吸收的能量,或是形成1mol化學(xué)鍵所放出的能量稱為鍵能。
          ②化學(xué)鍵的鍵能:  
          化學(xué)鍵
          H—H
          O=O
          H—O
          鍵能
          436
          496
          463
           
          請(qǐng)?zhí)顚懴卤恚?br />
          化學(xué)鍵
          填“吸收熱量”
          或“放出熱量”
          能量變化
          拆開化學(xué)鍵
          中的化學(xué)鍵
          _______________
          _______________
          中的化學(xué)鍵
          形成化學(xué)鍵

          _______________
          _______________
          總能量變化
          _______________
          _______________
          (4)氫氧燃料電池的總反應(yīng)方程式為。其中,氫氣在________(填“正”或“負(fù)”)極發(fā)生________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子,標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗H2的體積是________L。

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

          Ⅰ.將由Na、Ba2、Cu2、SO42、Cl組合形成的三種強(qiáng)電解質(zhì)溶液,分別裝入下圖裝置中的甲、乙、丙三個(gè)燒杯中進(jìn)行電解,電極均為石墨電極。
          接通電源,經(jīng)過一段時(shí)間后,測(cè)得乙中c電極質(zhì)量增加。常溫下各燒杯中溶液pH與電解時(shí)間t的關(guān)系如右上圖(忽略因氣體溶解帶來的影響)。據(jù)此回答下列問題:

          (1)在甲中燒杯中滴加酚酞,   極(填a或b)附近溶液會(huì)變紅。
          (2)寫出乙燒杯中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式           
          (3)電極f上發(fā)生的電極反應(yīng)式為           。
          (4)若經(jīng)過一段時(shí)間后,測(cè)得乙燒杯中c電極質(zhì)量增加了8g,要使丙燒杯中溶液恢復(fù)到原來的狀態(tài),應(yīng)進(jìn)行的操作是           
          Ⅱ.工業(yè)上利用BaSO4制備BaCl2的工藝流程如下:

          某活動(dòng)小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室以重晶石(主要成分BaSO4)為原料,對(duì)上述工藝流程進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。
          (1)上述過程中,氣體用過量NaOH溶液吸收得到Na2S。Na2S水溶液顯堿性的原因是     。(用離子方程式表示)
          (2)已知有關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
          BaSO4(s) +4C(s)4CO(g)+BaS(s) △H1 = +571.2kJ/mol      ①
          C(s) +CO2(g)2CO(g)  △H2 = +172.5kJ/mol               ②
          則反應(yīng)BaSO4(s) +2C(s)2CO2(g) + BaS(s) △H3 =     
          (3)在高溫焙燒重晶石過程中必須加入過量的炭,同時(shí)還要通入空氣,其目的是     

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

          氮是地球上含量豐富的一種元素,氮元素的單質(zhì)和化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有重要用途。
          (1)根據(jù)右下能量變化示意圖:

          寫出CO和NO2反應(yīng)生成NO和CO2的熱化學(xué)方程式                     
          (2)在固定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):N2(g)+3H2(g) 2NH3 (g)  ΔH<0,
          其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表,試判斷K1      K2(填“>”、“=”或“<”)

          T /K
          298
          398
          平衡常數(shù)K
          K1
          K2
           
          (3)下列各項(xiàng)能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是       (填字母序號(hào))
          a. v(H2)="3" v(N2)
          b. 容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
          c. 容器中混合氣體的密度保持不變
          d.: N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2
          (4)氨氣極易溶于水,常用下圖實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,燒瓶中的氨水使酚酞變紅。

          請(qǐng)回答:                                                  
          ①用化學(xué)用語說明所得氨水能使酚酞變紅的原因               。
          ②250C時(shí),將一定量的氨水與鹽酸混合后pH=7,測(cè)該混合溶液中c(Cl-)與c(NH4+)關(guān)系為         (填字母序號(hào))
          a.c(Cl-)﹥c(NH4+)    b.c(Cl-)﹦c(NH4+)
          c. c(Cl-)﹤c(NH4+)     d.無法判斷

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