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)由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)。如采取以CO和H2為原料合成乙醇,化學(xué)反應(yīng)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(yīng)生成乙醇:CO的轉(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。

①若A、B兩點(diǎn)表示在某時(shí)刻達(dá)到的平衡狀態(tài),此時(shí)在A點(diǎn)時(shí)容器的體積為10L,則該溫度下的平衡常數(shù):K=       ;
②若A、C兩點(diǎn)都表示達(dá)到的平衡狀態(tài),則自反應(yīng)開始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時(shí)間tA    tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③工業(yè)上還可以采取以CO2和H2為原料合成乙醇,并且更被化學(xué)工作者推崇,但是在相同條件下,由CO制取CH3CH2OH的平衡常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于由CO2制取CH3CH2OH的平衡常數(shù)。請推測化學(xué)工作者認(rèn)可由CO2制取CH3CH2OH的優(yōu)點(diǎn)主要是:                                    。
(2)目前工業(yè)上也可以用CO2來生產(chǎn)甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。若將6mol CO2和8 mol H2充入2L的密閉容器中,測得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如右圖所示(實(shí)線)。

①請?jiān)诖痤}卷圖中繪出甲醇的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化曲線。
②僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn),測得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示,曲線I對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是           ,曲線Ⅱ?qū)?yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是       
(3)Hg是水體污染的重金屬元素之一。水溶液中二價(jià)汞的主要存在形態(tài)與Clˉ、OHˉ的濃度關(guān)系如右圖所示[圖中的物質(zhì)或粒子只有Hg(OH)2為難溶物;pCl=-1gc(Clˉ)]

①下列說法中正確的是     。
A.為了防止Hg2水解,配制Hg(NO3)2溶液時(shí)應(yīng)將Hg(NO3)2固體溶于濃硝酸后再稀釋
B.當(dāng)c(C1ˉ) =10ˉ1 mol·Lˉ1時(shí),汞元素一定全部以HgCl42ˉ形式存在
C.HgCl2是一種弱電解質(zhì),其電離方程式是:HgCl2=HgCl + C1ˉ
D.當(dāng)溶液pH保持在4,pCl由2改變至6時(shí),可使HgCl2轉(zhuǎn)化為Hg(OH)2
②HgCl2又稱“升汞”,熔點(diǎn)549K,加熱能升華,其晶體是     (填晶體類型)。

(1)①K="0.25" (2分)  ②大于(2分) ③原料易得、可以減輕溫室效應(yīng)等(2分)
(2)①(2分)
② 升溫, 增壓(各1分)
(3)①AD   ②分子晶體

解析試題分析:(1)①     2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)
起始濃度(mol/L) 1      2             0           0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)0.5    1.0            0.25       0.25
平衡濃度(mol/L)0.5    1.0            0.25      0.25
根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值可知,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K==0.25。
②根據(jù)圖像可知,C點(diǎn)溫度和壓強(qiáng)均大于A點(diǎn)溫度和壓強(qiáng),所以C點(diǎn)反應(yīng)速率快,達(dá)到平衡的時(shí)間少。
③由于氮?dú)庵蠧O2的含量逐漸增大,所以該方法的優(yōu)點(diǎn)是原料易得、可以減輕溫室效應(yīng)。
(2)①根據(jù)圖像可知平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量是2mol,消耗氫氣的物質(zhì)的量是8mol-2mol=6mol,所以根據(jù)方程式可知平衡時(shí)生成甲醇的物質(zhì)的量是2mol,因此圖像可表示為見答案。
②曲線I與原曲線相比達(dá)到平衡的時(shí)間減少,說明反應(yīng)速率快。而平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量增加,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動。由于正方應(yīng)是體積減小的可逆反應(yīng),所以改變的條件只能是升高溫度,即正方應(yīng)是放熱反應(yīng);曲線Ⅱ與原曲線相比達(dá)到平衡的時(shí)間減少,說明反應(yīng)速率快。而平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量減少,這說明平衡向正反應(yīng)方向移動。由于正方應(yīng)是體積減小的放熱的可逆反應(yīng),所以改變的條件只能是增大壓強(qiáng)。
(3)①A.Hg2水解溶液顯酸性,所以為了防止Hg2水解,配制Hg(NO3)2溶液時(shí)應(yīng)將Hg(NO3)2固體溶于濃硝酸后再稀釋,A正確;B.當(dāng)c(C1ˉ) =10ˉ1 mol·Lˉ1即pCl=1時(shí),汞元素主要是以HgCl42ˉ形式存在,B不正確;C.HgCl2是一種弱電解質(zhì),其電離方程式是:2HgCl2HgCl + HgCl3ˉ,C不正確;D.根據(jù)圖像可知當(dāng)溶液pH保持在4,pCl由2改變至6時(shí),可使HgCl2轉(zhuǎn)化為Hg(OH)2,D正確,答案選AD。
②HgCl2又稱“升汞”,熔點(diǎn)549K,加熱能升華,這說明晶體是分子晶體。
考點(diǎn):考查平衡常數(shù)的計(jì)算、外界條件對平衡狀態(tài)的影響以及溶解平衡的有關(guān)應(yīng)用與判斷

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

將10 mol A和5 mol B放入容積為10 L的密閉容器中,某溫度下發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)2C(g),在最初2 s內(nèi),消耗A的平均速率為0.06 mol·L-1·s-1,則在2 s時(shí),容器中有   mol A,此時(shí)C的物質(zhì)的量濃度為        。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

一定條件下將2.3 mol SO2氣體和1.2 mol O2氣體充入一容積可變的密閉容器中,可滑動活塞的位置如圖1所示,在恒溫恒壓下發(fā)生如下反應(yīng):2SO2(g)+ O2(g)    2SO3(g),其中△H < 0 ,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),活塞位置如圖2所示:

(1)平衡時(shí)SO2轉(zhuǎn)化率為      (計(jì)算結(jié)果精確至1%);
(2)該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)為    (保留三位有效數(shù)字);
(3)討論溫度對該反應(yīng)中SO2轉(zhuǎn)化率的影響             。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(1)某恒溫恒容條件下的可逆反應(yīng):N2(g)+3H2(g)   2NH3(g) △H<0,起始    充入amol N2、bmol H2, 達(dá)到平衡后,N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為1 mol、3 mol、10 mol,回答下列問題:
①A=          , B=         ;
② 平衡后,再充入5 molNH3,化學(xué)平衡將向      移動(填“左”或“右”或“不移動”),達(dá)新平衡時(shí)N2的百分含量    原平衡時(shí)N2的百分含量(填“大于”或“小于”或“等于”);
③平衡后若升高溫度,則平衡向     方向移動;若增加壓強(qiáng),則平衡向    
方向移動(填“向左”或“向右”)。
(2)某恒溫恒壓條件下的可逆反應(yīng):N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),起始充入1 mol N2、3 mol H2、16 mol NH3,容器的容積為V L。達(dá)到平衡后,N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為Amol、Bmol、c mol,此時(shí)容器的容積為1.1V L,回答下列問題:
① 起始時(shí)反應(yīng)速率V        V(填“大于”或“小于”或“等于”)
② 平衡時(shí)A=        ,B=        。
③ 若平衡后再充入3.6 molNH3,重新建立平衡時(shí)容器的容積為    L。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

合成氨工業(yè)的核心反應(yīng)是:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=Q kJ·mol-1,能量變化如下圖,回答下列問題:

(1)在反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率增大,E1和E2的變化是:E1________,E2________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(2)在500℃、2×107Pa和催化劑條件下向一密閉容器中充入0.5 mol N2和1.5 mol H2,充分反應(yīng)后,放出的熱量________ 46.2 kJ(填“<”、“>”或“=”)。
(3)關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中,正確的是________。
A.ΔH>0,ΔS>0        B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS>0       D.ΔH<0,ΔS<0
(4)將一定量的N2(g)和H2(g)放入1 L密閉容器中,在500℃、2×107Pa下達(dá)到平衡,測得N2為0.10 mol,H2為0.30 mol,NH3為0.10 mol。計(jì)算該條件下達(dá)到平衡時(shí)H2轉(zhuǎn)化為NH3的轉(zhuǎn)化率________。若升高溫度,K值變化________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(5)在上述(4)反應(yīng)條件的密閉容器中,欲提高合成氨中H2的轉(zhuǎn)化率,下列措施可行的是________(填字母)。
A.向容器中按原比例再充入原料氣
B.向容器中再充入惰性氣體
C.改變反應(yīng)的催化劑
D.分離出氨氣

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

如圖表示某溫度時(shí),反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)在前110 s內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)行情況,請根據(jù)圖像回答下列問題。

(1)該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間段為            
(2)反應(yīng)進(jìn)行到70 s時(shí),改變的條件可能是      (填字母,下同),反應(yīng)進(jìn)行到90 s時(shí),改變的條件可能是        

A.加入催化劑B.?dāng)U大容器體積
C.升高溫度D.增大N2O4的濃度
(3)90 s后若維持容器的體積不變,平衡移動的方向?yàn)?u>      (填“正反應(yīng)”、“逆反應(yīng)”或“不移動”),此時(shí)N2O4的轉(zhuǎn)化率        (填“增大”、“減小”或“不變”)。
(4)請?jiān)趫D中畫出反應(yīng)物N2O4在0~70秒時(shí)的濃度變化曲線。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

能源問題是人類社會面臨的重大課題,甲醇是未來重要的綠色能源之一。以CH4和H2O為原料,通過下列反應(yīng)來制備甲醇。
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.0 kJ/mol
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-129.0 kJ/mol
(1)CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CH3OH(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為_____。
(2)將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容積為100 L的反應(yīng)室,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,測得在一定的壓強(qiáng)下CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖。

①假設(shè)100 ℃時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5 min,則用H2表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為________;
②100 ℃時(shí)反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)為________。
(3)在壓強(qiáng)為0.1 MPa、溫度為300 ℃條件下,將1.0 mol CO與2.0 mol H2的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)Ⅱ生成甲醇,平衡后將容器的容積壓縮到原來的,其他條件不變,對平衡體系產(chǎn)生的影響是________(填字母序號)。

A.c(H2)減小
B.正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減慢
C.CH3OH的物質(zhì)的量增加
D.重新平衡時(shí)減小
E.平衡常數(shù)K增大
(4)工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法有甲醇蒸氣重整法。該法中的一個(gè)主要反應(yīng)為CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),此反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是:___。
(5)甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染,有一種電化學(xué)法可消除這種污染,其原理是:通電后,將Co2氧化成Co3,然后以Co3做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。實(shí)驗(yàn)室用下圖裝置模擬上述過程:

①寫出陽極電極反應(yīng)式_______________;
②寫出除去甲醇的離子方程式___________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

鎳具有優(yōu)良的物理和化學(xué)特性,是許多領(lǐng)域尤其是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要原料。羰基法提純粗鎳涉及的兩步反應(yīng)依次為:
①Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)+Q
②Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)
完成下列填空:
(1)在溫度不變的情況下,要提高反應(yīng)①中Ni(CO)4的產(chǎn)率,可采取的措施有____________、____________ 。
(2)若反應(yīng)②達(dá)到平衡后,保持其他條件不變,降低溫度,重新達(dá)到平衡時(shí)_______________ 。
a.平衡常數(shù)K增大         b.CO的濃度減小
c.Ni的質(zhì)量減小      d.v[Ni(CO)4]增大
(3)簡述羰基法提純粗鎳的操作過程____________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

在2L密閉容器內(nèi),800℃時(shí)反應(yīng):2NO(g)+O2(g)  2NO2(g)體系中,n(NO)隨時(shí)間的變化如表:

時(shí)間(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
 
(1)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K=                       。已知:,則該反應(yīng)是       熱反應(yīng)。
(2)圖中表示NO2的變化的曲線是       。用O2表示從0~2 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=      。

(3)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是           
A.v(NO2)=2v(O2)
B.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
C.NO、O2、NO2的濃度之比為2:1:2
D.容器內(nèi)密度保持不變
E.容器內(nèi)氣體的顏色不再變化
(4)縮小容器體積使壓強(qiáng)增大,平衡向      反應(yīng)方向移動(填“正”或“逆”),K值      (填“增大”、“減小”或“不變”)

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同步練習(xí)冊答案