煤化工是以煤為原料,經(jīng)過化學加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過程。

(1)將水蒸氣通過紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣。反應為:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2 (g)  △H = + 131.3 kJ • mol﹣1, △S = +133.7 J∙K﹣1•mol﹣1

①該反應能否自發(fā)進行與___________有關。

②一定溫度下,在一個容積可變的密閉容器中, 發(fā)生上述反應,下列能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的是___________(填字母)。

a.容器中的壓強不變

b.1 mol H—H鍵斷裂的同時斷裂2 mol H—O鍵

c.v(CO)=v(H2O)

d.c(CO)=c(H2)

(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進行反應CO(g)+H2OCO2(g)+H2 (g),得到如下三組數(shù)據(jù):

實驗組

溫度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

達到平衡所需時間/min

H2O

CO

H2

CO

1

650

2

4

1.6

2.4

5

2

900

1

2

0.4

1.6

3

3

900

a

b

c

d

t

①實驗1中以v(CO2)表示的反應速率為__________。

②該反應的逆反應為__________(填”吸”或”放”)熱反應。

③若使實驗3達到與實驗2相同的平衡狀態(tài)(即各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)分別相等),且t<3min, 則a、b應滿足的關系是______________(用含a、b的數(shù)學式表示)。

(3)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)甲醇。一定條件下發(fā)生反應:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g),如圖表示該反應進行過程中能量(單位為kJ • mol﹣1)的變化。在體積為1 L的恒容密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2 ,下列措施中能使c(CH3OH)增大的是__________。

a.升高溫度

b.充入He(g),使體系壓強增大

c.將H2O(g)從體系中分離出來

d.再充入1 mol CO2和3 mol H2


【答案】(1)①溫度      ②bc   (2)①0.16 mol • L﹣1 • min﹣1   ②吸  ③b=2aa>1(或使用合適的催化劑) (3)cd

【解析】(1)一個反應能否自發(fā)進行,可以根據(jù)△H-T△S的數(shù)值大小來判斷,反應是否達到平衡,判斷的標志是v(正)=v(逆), 或間接判斷v(正)=v(逆),該反應為壓強前后不變的反應,不能根據(jù)壓強來判斷反應是否達到平衡,H—H鍵斷裂和H—O 鍵斷裂分別為v(正)和v(逆),且相等,同理v(CO)= v(H2O)也可判斷v(正)和v(逆),可以作為反應達到平衡的標志。(2)實驗2物質(zhì)的起始量為實驗1的一半,若不改變溫度,達到平衡后,實驗2中物質(zhì)的平衡量應該也為實驗1的一半,升高溫度,物質(zhì)的平衡量小于實驗1的一半,說明反應向逆向進行,逆反應為吸熱反應。要使實驗3達到與實驗2相同的平衡狀態(tài)(即各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)分別相等),兩者為等效平衡狀態(tài),則起始物質(zhì)的物質(zhì)的量之比相等,即b=2a,達到平衡所需時間t<3min,首先考慮使用催化劑,再就是增大起始物質(zhì)的物質(zhì)的量,即增大反應物的濃度,加快反應速率。(3)從反應能量圖可知,該反應的正反應為放熱反應,升髙溫度,平衡向逆向進行,c(CH3OH)減小;充入He(g),使體系壓強增大,但反應體系的各物質(zhì)分壓不變,對平衡無影響;將H2O(g)從體系中分離出來,平衡正向移動,c(CH3OH)增大;再充入1 mol CO2和3 mol H2 ,達到平衡后c(CH3OH)要大于原先的2倍。


練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:


下列溶液一定呈酸性的是( 。

 

A.

pH小于7的溶液

B.

含有H+的溶液

 

C.

滴加酚酞顯無色的溶液

D.

c(H+)>c(OH)溶液

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科目:高中化學 來源: 題型:


下列過程或現(xiàn)象與鹽類水解無關的是( 。

 

A.

熱的Na2CO3溶液可以除去油污

 

B.

ZnCl2和NH4Cl溶液可作金屬焊接中的除銹劑

 

C.

用食醋除水垢

 

D.

將AlCl3溶液加熱蒸干、灼燒,最后得到的固體時Al2O3

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科目:高中化學 來源: 題型:


A、B、C、D、E五種溶液分別是NaOH、NH3•H2O、CH3COOH、HCl、NH4HSO4中的一種.常溫下進行下列實驗:

①將1L pH=3的A溶液分別與0.001mol/L x L B溶液、0.001mol/L y L D溶液充分反應至中性,x、y的大小關系式y(tǒng)<x;

②濃度均為0.1mol/L A和E溶液,pH:A<E

③濃度均為0.1mol/L C和D溶液等體積混合,溶液呈酸性.

回答下列問題:

(1)C是  溶液,D是  溶液.

(2)用水稀釋0.1mol/L B溶液時,溶液中隨水量的增加而減小的是  

A.B. C.c (H+)•c (OH)     D.n (OH

(3)等pH、等體積的兩份溶液A和E,分別與鋅粉反應,若最后僅有一份溶液中存在鋅粉,且放出的氫氣的質(zhì)量相同.則  (填化學式)溶液中鋅粉有剩余.

(4)常溫下,向0.01mol/L C溶液中滴加0.01mol/L D溶液至中性,得到的溶液中所有離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序為  

(5)已知常溫下Mg(OH)2在pH=12的D溶液中Mg2+的濃度為1.8×10﹣7mol/L,則 Ksp[Mg(OH)2]=  

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科目:高中化學 來源: 題型:


如圖所示,甲池的總反應式O2+N2H42H2O+N2。有關該裝置工作時,說法正確的是

A.甲池中,負極反應為N2H4-4e4H++N2

B.甲池溶液pH保持不變,乙池溶液pH減小

C.甲池中消耗2.24LO2,此時乙池中理論上最多產(chǎn)生12.8g固體

D.反應一段時間后,向乙池中加一定量CuO固體,能使CuSO4溶液恢復到原濃度

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下列有關反應的離子方程式的書寫中,正確的是

A.C12通入水中:C12+H2O2H++Cl-+ClO-

B.硫酸鋁溶液與過量氨水反應:Al3++3NH3·H2O3+Al(OH)3

C.實驗室用石灰石和鹽酸反應制取

D.向Na2SO3溶液中加入稀硝酸:

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在硫酸鐵電化浸出黃銅礦精礦工藝中,有一主要反應:CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S,反應結束后,經(jīng)處理獲得單質(zhì)硫x mol。下列說法正確的是

A.反應中硫元素被氧化,所有鐵元素均被還原

B.氧化劑是Fe3+,氧化產(chǎn)物是Cu2+

C.反應中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為x mol

D.反應結束后,測得溶液中三種金屬離子的總物質(zhì)的量為y mol,則原Fe3+的總物質(zhì)的量為(yx)mol

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科目:高中化學 來源: 題型:


以下有關溶液(均在常溫下)的結論正確的是( 。

 

A.

pH=1的鹽酸與pH=5的鹽酸等體積混合后pH=3

 

B.

0.1mol/L醋酸溶液100 mL與0.2 mol/L氨水50 mL混合后能恰好完全中和

 

C.

pH>7的溶液中不可能存在CH3COOH分子

 

D.

等濃度等體積的KOH溶液和CH3COOH溶液混合后:c(CH3COO)=c(K+

 

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前不久,各大媒體在顯著的位置刊登了關于900t致癌大米的報道,主要是變質(zhì)大米中存在的黃曲霉素使人體中的特殊基因發(fā)生突變,有轉(zhuǎn)變成肝癌的可能性.它的結構如圖.和1mol該化合物起反應的H2或NaOH的最大值分別是( 。

 

A.

6mol,2mol

B.

7mol,2mol

C.

6mol,1mol

D.

7mol,1mol

 

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