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        1. 精英家教網 > 高中化學 > 題目詳情

          (16分)I、用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
          ①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+2H2O(g)     △H=" -574" kJ·mol-l 
          ②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g)       △H=" -1160" kJ·mol-l
          ③H2O(g)=H2O(1)    △H=-44.0 kJ·mol-l
          寫出CH4(g)與NO2(g)反應生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的熱化學方程式____   。
          II、開發(fā)新能源和三廢處理都是可持續(xù)發(fā)展的重要方面。
          (1)由碳的氧化物贏接合成乙醇燃料已進入大規(guī)模生產。如采取以CO和H2為原料合成乙醇,化學反應方程式:2CO(g)+4H2(g)-CH3CH2OH(g)+H2O(g);若密閉容器中充有10 mol CO與20mol H2,在催化劑作用下反應生成乙醇:CO的轉化率(a)與溫度、壓強的關系如圖所示。

          ①若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態(tài),此時在A點時容器的體積為10L,則該溫度下的平衡常數:K=____     ;
          ②若A、C兩點都表示達到的平衡狀態(tài),則白反應開始到達平衡狀態(tài)所需的時間tA    tC(填 “>”、“<”或“=”)。
          (2)日前工業(yè)上也可以用CO2來生產甲醇。一定條件下發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)   CH3OH(g)+H2O(g)△H<0,若將6mo1 CO2和8mol H2充入2L的密閉容器中,測得H2的物質的量隨時間變化的曲線如右圖所示(實線)。
          ①若改變某一實驗條件再進行兩次實驗,測得H2的物質的量隨時間變化如圖中虛線所示,曲線I對應的實驗條件改變可能是       ,曲線II對應的實驗條件改變可能是____  
          ②請在答題卷圖中繪出甲醇的物質的量隨時間變化曲線。

          III、用MnO2制KMnO4的工藝流程如圖:電解池中兩極材料均為碳棒,在水或酸性溶液中K2MnO4發(fā)生歧化而變成MnO2和KMnO4。

          ①寫出240℃熔融時發(fā)生反應的化學方程式              ,投料時必須滿足n(KOH):n(MnO2              。
          ②陽極的電極反應為                   
          ③B物質是          (填化學式),可以循環(huán)使用的物質是           (填化學式)。

          28.(16分)Ⅰ、 CH4(g)+2NO2(g) = N2(g) + CO2(g) +2H2O(l)  ⊿H=" -955" kJ·mol-1(2分)
          Ⅱ、(1)①K="0.25" (2分)   ② > (1分)
          (2)①升溫(1分)增壓(1分)(其他合理答案參照給分)
          ②如右圖(2分)
          Ⅲ、① 2MnO2 + O2 + 4KOH 2K2MnO4 + 2H2O(2分)
          大于2 : 1  (1分)
          ② MnO42- - e=  MnO4-   (2分)    
          ③ H2(1分)    KOH固體 (1分)

          解析試題分析:Ⅰ:(1)將方程式(①+②+③×4)/2得CH4(g)與NO2(g)反應生成N2(g)、CO2(g)和H2O的方程式,故△H=(-574 -1160-44.0×4)/2= -955 kJ·mol-1;Ⅱ:(1)①A點時CO的轉化率為50%,轉化量為5mol,故平衡時CO、H2、CH3CH2OH、H2O的物質的量分別為5mol、10mol、2.5mol、2.5mol,平衡濃度分別為0.5mol/L、1mol/L、0.25mol/L、0.25mol/L,代入平衡常數表達式K==0.25;②C點的溫度高,反應速率快,達到平衡所用的時間短;(2)①曲線Ⅰ和實線相比較,加快了反應速率,平衡向左移動了,故為升高溫度;虛線Ⅱ和實線相比較,反應速率加快,平衡向右移動了,故為加壓;②甲醇的物質的量從零開始逐漸增大,達到平衡狀態(tài)時氫氣消耗6mol,生成甲醇2mol,以后甲醇的物質的量不再發(fā)生變化了;Ⅲ①由題目信息可得通過二氧化錳和KOH、氧氣在熔融條件下生成K2MnO4,結合原子守恒和氧化還原方程式的配平方法寫出化學方程式;當KOH和二氧化錳之比為2:1時恰好完全反應,當在水或酸性溶液中K2MnO4發(fā)生歧化而變成MnO2和KMnO4,需保持堿性環(huán)境,故兩者物質的量之比大于2:1;②陽極MnO42-失去電子發(fā)生氧化反應生成MnO4- ,故為MnO42- - e=  MnO4- ;③陰極氫離子得電子生成氫氣,同時生成氫氧化鉀,氫氧化鉀可以循環(huán)使用。
          考點:蓋斯定律、化學平衡常數的計算、影響化學平衡的條件、電極反應式的書寫和電極產物的判斷等知識

          練習冊系列答案
          相關習題

          科目:高中化學 來源: 題型:填空題

          以黃鐵礦(主要成分是FeS2)為原料生產硫酸的工藝流程圖如下:

          (1)若從下列四個城市中選擇一處新建一座硫酸廠,你認為廠址宜選在______的郊區(qū)(填標號)
          A.有豐富黃鐵礦資源的城市      B.風光秀麗的旅游城市
          C.消耗硫酸甚多的工業(yè)城市     D.人口稠密的文化、商業(yè)中心城市
          (2)沸騰爐中發(fā)生反應的化學方程式為_____,接觸室中發(fā)生反應的化學方程式是_____。
          (3) 在硫酸工業(yè)制法中,下列生產操作與說明生產操作的主要原因二者都正確的是_____。
          A. 硫鐵礦燃燒前要粉碎,因為大塊的黃鐵礦不能在空氣中反應
          B. 從沸騰爐出來的氣體要凈化,因為爐氣中的SO2會與雜質反應
          C. SO2氧化成SO3要用催化劑,這樣可提高SO2的轉化率
          D. SO3用98. 3%的濃硫酸來吸收,目的是為了防止形成酸霧,以提髙SO3吸收效率
          (4) 下表是壓強對SO2平衡轉化率的影響

          對于SO2轉化SO3的反應,增大壓強可使轉化率______________,但在實際工業(yè)生產中常采用常壓條件,理由是________________________________。
          (5)某工廠用500t含硫量為48%的黃鐵礦制備硫酸,若在沸騰爐中有2%的FeS2損失,在接觸室中SO3的產率為96%,則可得到98%的濃硫酸的質量是_____t。

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          科目:高中化學 來源: 題型:填空題

          一定溫度時,在容積一定的密閉容器中,反應A(?)+B(g)  C(g)+D(g)達到平衡后,升高溫度容器內氣體的密度增大。請回答下列問題:
          (1)正反應是        (填“放熱”或“吸熱”)反應;該反應的化學平衡常數的表達式是             
          (2)能判斷該反應一定達到平衡狀態(tài)的依據是         。(填寫字母編號)
          A.體積分數組成C%=D%
          B.單位時間內生成n molA的同時生成n molC
          C.溫度和體積一定時,某一生成物濃度不再變化
          D.溫度和體積一定時,容器內壓強不再變化
          (3)該反應的正反應速率隨時間變化的關系如圖所示。t2時改了某種條件,改變的條件是     。(填寫字母編號)

          A.升溫           B.加壓         C.催化劑        D.增加A的量
          (4)升高溫度到T℃時,在一密閉容器中充入2mol A和3mol B,發(fā)生上述反應。平衡后測得K=1。然后在溫度不變的情況下,擴大容器容積至原來的10倍,結果A的百分含量始終未改變,則此時B的轉化率是        。

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          科目:高中化學 來源: 題型:問答題

          (18分)為有效控制霧霾,各地積極采取措施改善大氣質量,研究并有效控制空氣中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量顯得尤為重要。
          (1)汽車內燃機工作時會引起N2和O2的反應:N2(g)+O2(g)2NO(g),是導致汽車尾氣中含有NO的原因之一。
          ①在T1、T2溫度下,一定量的NO發(fā)生分解反應時N2的體積分數隨時間變化如圖所示,根據圖像判斷反應N2(g)+O2(g)2NO(g)的△H__________0(填“>”或“<”)。

          ②在T3溫度下,向2L密閉容器中充入10molN2與5mo1O2,50秒后達到平衡,測得NO的物質的量為2mol,則該反應的速率v (N2)=___________________。該溫度下,若開始時向上述容器中充入N2與O2均為1 mol,則達到平衡后N2的轉化率為____________。
          (2)利用下圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2,用陰極排出的溶液可吸收NO2。

          ①陽極的電極反應式為_____________________。
          ②在堿性條件下,用陰極排出的溶液吸收NO2,使其轉化為無害氣體,同時有SO32生成。該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為_______________。
          (3)一定條件下可用甲醇與CO反應生成醋酸消除CO污染。常溫下,將a mol·L的醋酸與b molLBa(OH)2溶液等體積混合,充分反應后,溶液中存在2c(Ba2)=c(CH3COO),則該混合溶液中醋酸的電離常數Ka=______________________(用含a和b的代數式表示)。

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          科目:高中化學 來源: 題型:問答題

          (18分)堿金屬元素的單質及其化合物被廣泛應用于生產、生活中。

          ②一定量的Na在足量O2中充分燃燒,參加反應的O2體積為5.6 L(標準狀況),則該反應過程中轉移電子的數目為_________。
          (2)金屬鋰廣泛應用于化學電源制造,鋰水電池就是其中的一種產品。該電池以金屬鋰和 鋼板為電極材料,以LiOH為電解質,加入水即可放電。
          總反應為:2Li+2H2O=2LiOH+H2
          ①鋰水電池放電時,向_________極移動。
          ②寫出該電池放電時正極的電極反應式:_________________。
          ③電解熔融LiCl可以制備金屬Li。但LiC1熔點在873 K以上,高溫下電解,金屬Li產量極低。經過科學家不斷研究,發(fā)現電解LiCl—KCl的熔鹽混合物可以在較低溫度下生成金屬Li。
          你認為,熔鹽混合物中KCl的作用是_________________________________________。
          寫出電解該熔鹽混合物過程中陽極的電極反應式:______________________________。
          (3)最新研究表明,金屬鉀可作工業(yè)上天然氣高溫重整的催化劑,有關反應為:
          。一定溫度下,向2 L容積不變的密閉容器中充入4 mol 和6 mo1 H2O(g)發(fā)生反應,10 min時,反應達到平衡狀態(tài),測得CH4(g)和H2(g)的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示。

          ①0~10 min內用(CO)表示的化學反應速率為_________。
          ②下列敘述中,能夠證明該反應已達到平衡狀態(tài)的是_________(填序號)。
          a.生成3 molH-H鍵的同時有4 molC-H鍵斷裂
          b.其他條件不變時,反應體系的壓強保持不變
          c.反應混合氣體的質量保持不變
          d.
          ③此溫度下,該反應的化學平衡常數K=_________mo12·L-2

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          科目:高中化學 來源: 題型:問答題

          (14分)工業(yè)上一般在恒容密閉容器中可以采用下列反應合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
          (1)判斷反應達到平衡狀態(tài)的依據是(填字母序號)__________

          A.生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等 B.混合氣體的密度不變
          C.混合氣體的相對平均分子質量不變 D.CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化
          (2)下表所列數據是反應在不同溫度下的化學平衡常數(K)
          溫度
          250℃
          300℃
          350℃
          K
          2.041
          0.270
          0.012
           
          ①該反應化學平衡常數表達式K=                          
          ②由表中數據判斷該反應的△H__________0(填“>”、“=”或“<”);
          ③某溫度下,將2molCO和6mol H2充入2L的密閉容器中,充分反應后,達到平衡時測得C(CO)=0.2mol·L-1,此時的溫度為__________
          (3)25℃101KPa下,1g液態(tài)甲醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出熱量22.68kJ,表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為                                   
          (4)據報道,最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強堿做電解質溶液的新型手機電池,電量可達現在使用的鎳氫電池或鋰電池的十倍,該電池工作時負極電極反應式為                  。若反應時消耗16g甲醇所產生的電能電解足量的CuSO4溶液,則將產生標準狀況下的O2________升

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          科目:高中化學 來源: 題型:問答題

          [15分]甲烷自熱重整是先進的制氫方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反應系統(tǒng)同時通入甲烷、氧氣和水蒸氣,發(fā)生的主要化學反應有:

          反應過程
          化學方程式
          焓變△H
          (kJ/mol)
          活化能Ea
          (kJ/mol)
          甲烷氧化
          CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)
          -802.6
          125.6
          CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)
          -322.0
          172.5
          蒸汽重整
          CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
          206.2
          240.1
          CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)
          165.0
          243.9
          回答下列問題:
          (1)反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的△H=        kJ/mol。
          (2)在初始階段,甲烷蒸汽重整的反應速率    甲烷氧化的反應速率(填大于、小于或等于)。
          (3)對于氣相反應,用某組分(B)的平衡壓強(PB)代替物質的量濃度(cB)也可以平衡常數(記作KP),則反應CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的KP                         
          隨著溫度的升高,該平衡常數           (填“增大”、“減小”或“不變”)。
          (4)從能量階段分析,甲烷自熱重整方法的先進之處在于                           。
          (5)在某一給定進料比的情況下,溫度、壓強對H2和CO物質的量分數的影響如下圖:

          ①若要達到H2物質的量分數>65%、CO的物質的量分數<10%,以下條件中最合適的是  
          A.600℃,0.9Mpa    B.700℃,0.9MPa    C.800℃,1.5Mpa    D.1000℃,1.5MPa
          ②畫出600℃,0.1Mpa條件下,系統(tǒng)中H2物質的量分數隨反應時間(從常溫進料開始即時)
          的變化趨勢示意圖:

          (6)如果進料中氧氣量過大,最終導致H2物質的量分數降低,原因是              。

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          科目:高中化學 來源: 題型:問答題


          I.800℃時,向容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的CO和H2O維持恒溫,發(fā)生反應CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),反應過???中測定的部分數據見下表:

          反應時間/min
          0
          2
          4
          6
          n(CO)/mol
          1.20
          0.90
           
          0.80
          n(H2O)/ mol
          0.60
           
          0.20
           
          ①反應在2 min內的平均速率為v(H2O)=__________;
          ②800℃時,化學平衡常數K的值為______________;
          ③保持其他條件不變,向平衡體系中再通入0.20 mol H2O,與原平衡相比,達到新平衡時CO轉化率______(填“增大”或“減小”或“不變”)。
          ④在恒溫恒壓密閉容器中通入CO和H2O各1 mol發(fā)生該反應,當反應達到平衡后,維持溫度與壓強不變,t1時再通入各1 mol的CO和H2O的混合氣體,請在下圖中畫出正(v正)、逆(v逆)反應速率在t1后隨時間t變化的曲線圖。

          II.實驗室中利用復分解反應制取Mg(OH)2。實驗數據和現象如下表所示(溶液體積均取用1mL):

          ①現象III是            
          ②如果向0.028 mol/L的MgCl2溶液中加入等體積的NaOH溶液,請計算NaOH溶液的濃度至少達到     mol/L時,溶液中開始出現白色沉淀(Ksp(Mg(OH)2)= 5.6×10-12)。
          ③MgCl2溶液和氨水混合后存在下列化學平衡:
          Mg2+(aq) + 2NH3·H2O(aq)2NH4+(aq) + Mg(OH)2(s)該反應化學平衡常數的表達式為K=                  ,列出該反應平衡常數K與Kb(NH3·H2O)、Ksp(Mg(OH)2)的關系式       。

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          科目:高中化學 來源: 題型:計算題

          (1)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積2L的恒容密閉容器中,進行反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下兩組數據:

          實驗組
          溫度/℃
          起始量/mol
          平衡量/mol
          達到平衡所需時間/min
          CO
          H2O
          H2
          CO
          1
          650
          4
          2
          1.6
          2.4
          6
          2
          900
          2
          1
          0.4
          1.6
          3
           
          ①實驗1中以v(CO2)表示的平均反應速率為        (第二位小數)。
          ②該反應為      (填“吸熱”或“放熱”)反應。
          ③求實驗2的平常常數K,要求寫出計算過程,結果取二位小數。
          (2)已知在常溫常壓下:

          寫出甲醇不完全燃燒生成CO和液態(tài)水的熱化學方程式                         。
          (3)甲醇和氧氣完全燃燒的反應可以設計為燃料電池,裝置如圖,該電池通過K2CO3溶液吸收反應生的CO2。則負極的電極反應為              。

          (4)CaCO3的KSP=2.8×10¯9。將等體積CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為2×10¯4mol/L,則生成沉淀所需該CaCl2溶液的最小濃度為        

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