已知CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下:
溫度/℃ 700 800 830 1000 1200
平衡常數(shù) 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4
回答下列問題:
(1)該反應(yīng)的△H
 
0(填“<”“>”“=”);
(2)830℃時(shí),向一個(gè)5L的密閉容器中充入0.20mol的CO和0.80mol的H2O,反應(yīng)初始6s內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率v(CO)=0.003mol?L-1?s-1,則6S末CO2的物質(zhì)的量濃度為
 
;反應(yīng)經(jīng)一段時(shí)間后,達(dá)到平衡后CO的轉(zhuǎn)化率為
 
;
(3)判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡的依據(jù)為
 
(填正確選項(xiàng)前的字母);
a.壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變              b.氣體的密度不隨時(shí)間改變
c.c(CO)不隨時(shí)間改變           d.單位時(shí)間里生成CO和H2的物質(zhì)的量相等
(4)已知1000℃時(shí),要使CO的轉(zhuǎn)化率超過90%,則起始物c(H2O):c(CO)應(yīng)不低于
 

(5)某燃料電池以CO為燃料,以空氣為氧化劑,以熔融態(tài)的K2CO3為電解質(zhì),請(qǐng)寫出該燃料電池正極的電極反應(yīng)式
 
;
(6)已知CO可用于制備很多物質(zhì):
2CO(g)+SO2(g)═S(g)+2CO2(g)△H=+8.0kJ?mol-1
2H2(g)+SO2(g)═S(g)+2H2O(g)△H=+90.4kJ?mol-1
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-556.0kJ?mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ?mol-1
請(qǐng)寫出S(g)與O2(g)反應(yīng)生成SO2(g)熱化學(xué)方程式
 
考點(diǎn):反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
專題:化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題
分析:(1)由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高平衡常數(shù)越小,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng),故正反應(yīng)是放熱反應(yīng);
(2)根據(jù)△c=v△t計(jì)算△c(CO),A的起始濃度-△c(CO)=6s時(shí)c(CO);
設(shè)平衡時(shí)A的濃度變化量為x,利用三段式表示平衡時(shí)各組分的平衡濃度,代入平衡常數(shù)列方程計(jì)算x的值,再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算;
(3)根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度、百分含量不變,以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化,解題時(shí)要注意,選擇判斷的物理量,隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化,當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí),說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài);
(4)根據(jù)1000℃時(shí)的平衡常數(shù)和CO的轉(zhuǎn)化率超過90%計(jì)算;
(5)燃料電池中,正極發(fā)生的反應(yīng)一定是氧氣得電子的過程;電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),可以循環(huán)利用的物質(zhì)只有二氧化碳;
(6)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算.
解答: 解:(1)由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高平衡常數(shù)越小,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng),故正反應(yīng)是放熱反應(yīng),即△H<0,故答案為:<;
(2)反應(yīng)初始6s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(CO)=0.003mol?L-1?s-1,則6s內(nèi)c(CO2)=△c(CO)=0.003mol?L-1?s-1×6s=0.018mol/L,CO的起始濃度為
0.2mol
5L
=0.04mol/L,
設(shè)平衡時(shí)A的濃度變化量為x,則:
               CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
開始(mol/L):0.04    0.16      0       0
變化(mol/L):x        x        x       x
平衡(mol/L):0.04-x   0.16-x   x       x
x×x
(0.04-x)(0.16-x)
=1,解得x=0.032mol/L,
所以平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為
0.032
0.04
×100%=80%,
故答案為:0.018mol/L;80%;
(3)a.該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,壓強(qiáng)始終不變,故壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變,不能說明到達(dá)平衡,故a錯(cuò)誤,
 b.混合氣體的總質(zhì)量不變,容器的容積不變,故混合氣體的密度始終不變,故氣體的密度不隨時(shí)間改變,不能說明到達(dá)平衡,故b錯(cuò)誤,
c.可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí),各組分的濃度不發(fā)生變化,故c(CO)不隨時(shí)間改變,說明到達(dá)平衡,故c正確,
d.單位時(shí)間里生成CO和H2的物質(zhì)的量相等,正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,說明到達(dá)平衡,故d正確,
故答案為:cd;
(4)設(shè)CO、H2O的起始濃度分別為x、y,且CO的轉(zhuǎn)化率為90%,則:
                    CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始濃度(mol?L-1)   x       y     0   0
轉(zhuǎn)化濃度(mol?L-1)  0.9x   0.9x    0.9x  0.9x
平衡濃度(mol?L-1)  0.1x   y-0.9x  0.9x   0.9x
K=
0.9x?0.9x
(0.1x()(y-0.9x))
=0.6,得:
y
x
=14.4,
故答案為:14.4.
(5)該電池中,正極反應(yīng)一定是氧氣得電子的過程,該電池的電解質(zhì)環(huán)境是熔融碳酸鹽,所以電極反應(yīng)為:O2+2CO2+4e-=2CO32- (或2O2+4CO2+8e-=4CO32-),
故答案為:O2+4e-+2CO2═2CO32-;
(6)根據(jù)蓋斯定律:S(g)+O2(g)=SO2(g)可由已知反應(yīng)(③+④-①-②)/2得到,則S(g)與O2(g)反應(yīng)生成SO2(g)熱化學(xué)方程式為:S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=-574.0kJmol-1,故答案為:S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=-574.0kJmol-1
點(diǎn)評(píng):本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、平衡常數(shù)計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)速率、平衡狀態(tài)判斷,難度中等,注意化學(xué)平衡狀態(tài)判斷,選擇判斷的物理量,隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化,當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí),說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài).
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:

食品店出售的冰激凌是硬化油,它是以多種植物油為原料而制得的,這時(shí)發(fā)生的是( 。
A、水解反應(yīng)B、加聚反應(yīng)
C、加成反應(yīng)D、氧化反應(yīng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式為(  )
A、硫化亞鐵溶于稀硝酸中:FeS+2H+═Fe2++H2S↑
B、氯化鋁溶液中加入過量氨水:Al3++4NH3?H2O═AlO2-+4NH4++2H2O
C、硫代硫酸鈉溶液中滴入稀鹽酸:S2O32-+2H+═S↓+SO2↑+H2O
D、在NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2至中性:H++SO42-+Ba2++OH-═BaSO4↓+H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L乙炔跟溴起加成反應(yīng),理論上有多少克溴參加反應(yīng)?

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

氯及其化合物是中學(xué)化學(xué)中的重要研究對(duì)象之一.
(1)在實(shí)驗(yàn)室中常用二氧化錳和濃鹽酸制取氯氣,寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式
 
;

(2)實(shí)驗(yàn)室也可以利用如下反應(yīng)制取氯氣KClO3+6HCl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2O:.若用該反應(yīng)制取標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.344L氯氣,反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為
 
;
(3)某同學(xué)用排空氣法收集一瓶氯氣并進(jìn)行氯氣與鐵反應(yīng)的實(shí)驗(yàn):取一根細(xì)鐵絲,用砂紙將鐵絲擦至光亮,用坩堝鉗夾住,在酒精燈上燒至紅熱,鐵絲保持紅熱,然后立即伸入充滿氯氣的集氣瓶中,觀察到的現(xiàn)象是
 
.向反應(yīng)后的集氣瓶中加入適  量的蒸餾水,振蕩,然后向所得溶液中滴加亞硫酸鈉溶液,再滴加氯化鋇溶液發(fā)現(xiàn)溶液變渾  濁.寫出上述反應(yīng)的離子方程式:
 
、
 

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

利用N2和H2可以實(shí)現(xiàn)NH3的工業(yè)合成,而氨又可以進(jìn)一步制備硝酸,在工業(yè)上一般可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn).請(qǐng)回答下列問題:
(1)已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol
寫出氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮?dú)怏w和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為
 

(2)某科研小組研究:在其他條件不變的情況下,改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對(duì)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)反應(yīng)的影響.
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示:

(圖中T表示溫度,n表示物質(zhì)的量)
①圖象中T2和T1的關(guān)系是:T2
 
T1(填“高于”“低于”“等于”“無法確定”)
②比較在a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中,反應(yīng)物N2的轉(zhuǎn)化率最高的是
 
(填字母).
③若容器容積為1L,在起始體系中加入1mol N2,n=3mol反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為60%,則此條件下(T2),反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
 
.保持容器體積不變,再向容器中加入1mol N2,3mol H2反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),氫氣的轉(zhuǎn)化率將
 
(填“增大”、“減”或“不變”).
(3)N2O5是一種新型硝化劑,其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注.
①一定溫度下,在恒容密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應(yīng):
2N2O5(g)═4NO2(g)+O2(g)△H>0下表為反應(yīng)在T1溫度下的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
t/s 0 50 100
c(N2O5)/mol?L-1 5.0 3.5 2.4
則50s內(nèi)NO2的平均生成速率為
 

②現(xiàn)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成的燃料電池,采用電解法制備N2O5,裝置如圖2所示,其中Y為CO2
寫出石墨I(xiàn)電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式
 
.在電解池中生成N2O5的電極反應(yīng)式為
 

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(一)為了減少CO對(duì)大氣的污染,某研究性學(xué)習(xí)小組擬研究CO和H2O反應(yīng)轉(zhuǎn)化為綠色能源H2.已知:
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g);△H=566kJg?moL-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=483.6kJ g?moL-1   
H2O(g)═H2O(I);△H=44.0kJg?moL-1
(1)氫氣的燃燒熱為
 
kJg?moL-1
(2)寫出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的熱化學(xué)方程式
 

(二)在一固定容積的密閉容器中進(jìn)行著如下反應(yīng):CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)  其平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下:
t℃ 700 800 850 1000 1200
K 2.6 1.7 1.0 0.9 0.6
(1)K的表達(dá)式為:
 
;
(2)該反應(yīng)的正反應(yīng)為
 
反應(yīng)(“吸熱”或“放熱”)
(3)能判斷該反應(yīng)是否已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是:
 

A.容器中壓強(qiáng)不變         B.混合氣體中CO濃度不變
C.v(H2)正=v(H2O)逆   D.c(CO2)=c(CO)
(4)在850℃時(shí),可逆反應(yīng):CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g),在該容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如下:
時(shí)間/min CO2(mol/L) H2(mol/L) CO(mol/L) H2O(mol/L)
0 0.200 0.300 0 0
2 0.138 0.238 0.062 0.062
3 c1 c2 c3 c3
4 c1 c2 c3 c3
計(jì)算:3min-4min達(dá)到平衡時(shí)CO的平衡濃度c3和CO2(g)的轉(zhuǎn)化率,要求寫出簡單的計(jì)算過程(c3精確到小數(shù)點(diǎn)后面三位數(shù))

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

已知下列兩個(gè)反應(yīng):①Fe+H2SO4(。=FeSO4+H2↑②Cu+2H2SO4(濃)
  △  
.
 
CuSO4+SO2↑+2H2O
試回答下列問題:
(l)反應(yīng)①中
 
元素被還原,反應(yīng)②中
 
元素被還原(填元素符號(hào)).
(2)反應(yīng)②中生成32gSO2氣體時(shí),消耗H2SO4的質(zhì)量是
 
g,其中有
 
g H2SO4作為氧化劑.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下面四種變化中,有一種變化與其他三種變化類型不同的是(  )
A、CH3CH3+Cl2 
光照
 CH3CH2Cl+HCl
B、CH3CH2OH+HBr→CH3CH2Br+H2O
C、2CH3CH2OH
濃硫酸
140℃
CH3CH2OCH2CH3+H2O
D、2CH3CH2OH+O2
Cu
2CH3CHO+2H2O

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案