工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)+41kJ
完成下列填空:
(1)對(duì)于可逆反應(yīng)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)+41kJ:其他條件不變,降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率將會(huì)
 
(選填“加快”、“不變”或“減慢”);如圖,在t1~t2時(shí)刻該反應(yīng)處于平衡狀態(tài),t2時(shí)其他條件不變,增大容器體積,t3反應(yīng)達(dá)到新平衡,請(qǐng)畫(huà)出t2~t3反應(yīng)速率的變化情況及t3后反應(yīng)速率的趨勢(shì).
(2)1840年俄國(guó)化學(xué)家蓋斯在總結(jié)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)(熱化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù))的基礎(chǔ)上提出:“定壓或定容條件下的任意化學(xué)反應(yīng),在不做其它功時(shí),不論是一步完成的還是幾步完成的,其熱效應(yīng)總是相同的(反應(yīng)熱的總值相等).”這是著名的蓋斯定律.換句話說(shuō),化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān).                         
已知:2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)+484kJ,根據(jù)“蓋斯定律”寫(xiě)出CO完全燃燒生成CO2的熱化學(xué)方程式:
 

(3)反應(yīng)后得到氫氣較高純度的氣體,但是為了得到成品氫氣之前(即收集氫氣之前)一定要進(jìn)行的步驟是
 

(4)某小組研究在相同溫度下該反應(yīng)過(guò)程中的能量變化.他們分別在體積均為V L的兩個(gè)恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物,使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng).相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器編號(hào)起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol達(dá)到平衡的時(shí)間/min達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ
COH2OCO2H2
1400t1放出熱量:32.8kJ
2800t2放出熱量:Q
容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為
 
%,計(jì)算容器②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
 
.(4題要求寫(xiě)出具體數(shù)值)
考點(diǎn):化學(xué)平衡的計(jì)算,反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素
專題:化學(xué)平衡專題,化學(xué)反應(yīng)速率專題
分析:(1)依據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素分析判斷,降溫減小反應(yīng)速率;t2時(shí)其他條件不變,增大容器體積,t3反應(yīng)達(dá)到新平衡和原來(lái)平衡相同,因?yàn)橘M(fèi)用前后氣體體積不變,壓強(qiáng)改變平衡不動(dòng),但反應(yīng)速率減。
(2)依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需讓化學(xué)方程式;
(3)反應(yīng)過(guò)程中氫氣中含有一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w需要除去;
(4)依據(jù)反應(yīng)①熱量變化結(jié)合熱化學(xué)方程式計(jì)算消耗一氧化碳物質(zhì)的量計(jì)算轉(zhuǎn)化率;反應(yīng)②和反應(yīng)①在相同溫度下進(jìn)行,平衡常數(shù)不變,依據(jù)化學(xué)平衡三段式計(jì)算平衡濃度,結(jié)合平衡常數(shù)概念計(jì)算得到.
解答: 解:(1)對(duì)于可逆反應(yīng)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)+41kJ:其他條件不變,降低溫度,反應(yīng)速率減慢,在t1~t2時(shí)刻該反應(yīng)處于平衡狀態(tài),t2時(shí)其他條件不變,增大容器體積,壓強(qiáng)減小,反應(yīng)前后氣體體積不變,平衡不動(dòng),但反應(yīng)速率減小,t3反應(yīng)達(dá)到新平衡時(shí)的圖象為:,

故答案為:減慢;;

(2)①CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)+41kJ
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+484kJ
依據(jù)蓋斯定律①×2+②得到2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)+566KJ,則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566 kJ/mol;
故答案為:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566 kJ/mol;
(3)將混合氣體進(jìn)行除去CO和CO2的操作,CO2用水(或堿液)溶去,CO用含氨蟻酸亞銅(或含氨乙酸亞銅)溶液除去;
故答案為:將混合氣體進(jìn)行除去CO和CO2的操作;
(4)依據(jù)反應(yīng)①熱化學(xué)方程式計(jì)算,
              CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
起始量(mol)  1      4         0        0        41KJ
變化量(mol) 0.8   0.8        0.8      0.8      32.8KJ
平衡量(mol)0.2    3.2        0.8      0.8
一氧化碳平衡轉(zhuǎn)化率=
0.8mol
1mol
×100%=80%,
反應(yīng)①②在相同溫度下進(jìn)行,平衡常數(shù)相同,依據(jù)(2)結(jié)合平衡常數(shù)概念計(jì)算=
c(CO2)c(H2)
c(CO)c(H2O)
=
0.8mol
2L
×
0.8mol
2L
0.2mol
2L
×
3.2mol
2L
=1,
故答案為:80%;1.
點(diǎn)評(píng):本題考查反應(yīng)能量變化,蓋斯定律計(jì)算應(yīng)用,化學(xué)平衡的影響因素分析判斷,題目難度中等,平衡判斷和平衡常數(shù)的計(jì)算是解題關(guān)鍵,有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力,提高學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

用惰性電極進(jìn)行電解,下列說(shuō)法正確的是( 。
A、電解氯化銅溶液,在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:1
B、電解稀氫氧化鈉溶液,要消耗OH-,故溶液PH減小
C、電解硫酸鈉溶液,在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2
D、電解稀硫酸溶液,實(shí)質(zhì)上是電解水,故溶液PH不變

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

將鋅片、銅片、鹽橋、導(dǎo)線、電流計(jì)和ZnSO4溶液、CuSO4溶液連接成如圖裝置,下列各敘述中正確的是( 。
A、構(gòu)成原電池,鋅片作正極
B、鋅片上有銅析出,銅片上沒(méi)有
C、銅片附近Cu2+離子濃度減小
D、鹽橋(瓊脂-飽和KCl溶液)中的K+移向ZnSO4溶液

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

下列實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)正確、且能達(dá)到目的是( 。
A、實(shí)驗(yàn)I:可用于吸收氨氣,并能防止倒吸
B、實(shí)驗(yàn)Ⅱ:靜置一段時(shí)間,小試管內(nèi)有晶體析出
C、實(shí)驗(yàn)III:配制一定物質(zhì)的量濃度的稀硫酸
D、實(shí)驗(yàn)Ⅳ:海水的淡化

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

如圖所示的電解池I和II中,a、b、c和d均為Pt電極.電解過(guò)程中,電極b和d上沒(méi)有氣體逸出,但質(zhì)量均增大,且增重d>b.符合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的鹽溶液是( 。
選項(xiàng)XY
AMgSO4CuSO4
BAgNO3Pb(NO32
CFeSO4Al2(SO43
DCuSO4AgNO3
A、AB、BC、CD、D

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

2011年3月11日日本發(fā)生了9.0級(jí)強(qiáng)地震.福島第一核電站1號(hào)機(jī)組12日下午發(fā)生氫氣爆炸.隨后在爆炸核電站周圍檢測(cè)到的放射性物質(zhì)有碘-131和銫-137,碘-131一旦被人體吸入,可能會(huì)引發(fā)甲狀腺疾病.日本政府計(jì)劃向核電站附近居民發(fā)放防止碘-131輻射的藥物碘片.
(1)Cs(銫)的最外層電子排布式為6s1,與銫同主族的前四周期(包括第四周期)的三種元素A、B、C的電離能如下表:
元素代號(hào)ABC
第一電離能(kJ?mol-1520496419
那么三種元素A、B的元素符號(hào)分別為
 
,C原子的電子排布式:
 
,形成其單質(zhì)晶體的化學(xué)鍵類型是
 

(2)F與I同主族,BeF2與H2O都是由三個(gè)原子構(gòu)成的共價(jià)化合物分子,二者分子中的中心原子Be和O的雜化方式分別是
 
 

(3)與碘同主族的氯具有較高的活潑性,能夠形成大量的含氯化合物,如金屬氯化物,非金屬氯化物等.BCl3是一種非金屬氯化物,該物質(zhì)分子中B-Cl鍵的鍵角為
 

(4)碘-131是碘單質(zhì),其晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示,該晶胞中含有
 
個(gè)I2分子;KI的晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙所示,每個(gè)K+緊鄰
 
個(gè)I-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

如圖是測(cè)定鋁粉(含鎂粉)的純度的實(shí)驗(yàn)裝置.所用的NaOH(足量)的物質(zhì)的量濃度為4.5mol?L-1.不同時(shí)間電子天平的讀數(shù)如下表所示:
實(shí)驗(yàn)操作 時(shí)間/min 電子天平的讀數(shù)/g
燒杯+NaOH溶液 0 120
燒杯+NaOH溶液+樣品 0 135
1 134.5
2 134.1
3 133.8
4 133.8
(1)反應(yīng)中生成氣體的質(zhì)量
 
g.
(2)試計(jì)算樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù).(寫(xiě)出解題過(guò)程)
(3)反應(yīng)后溶液(溶液的體積變化忽略)的c(OH-).(寫(xiě)出解題過(guò)程)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

下面有關(guān)13C、15N的敘述正確的是( 。
A、13C與15N有相同的中子數(shù)
B、C6013C互為同素異形體
C、15N與14N互為同位素
D、15N的核外電子數(shù)與中子數(shù)相同

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

下列生活中的化學(xué)現(xiàn)象與氧化還原知識(shí)有關(guān)的是( 。
A、用食醋可以洗水垢(主要成分為CaCO3、Mg(OH)2
B、蔗糖放在水中片刻后消失了
C、菜刀洗過(guò)后如果沒(méi)擦干放置一段時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)斑點(diǎn)
D、稀鹽酸灑在大理石臺(tái)面上產(chǎn)生大量氣泡

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同步練習(xí)冊(cè)答案