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        1. 【題目】氫氣既是一種優(yōu)質(zhì)的能源,又是一種重要化工原料,高純氫的制備是目前研究的熱點。

          (1)甲烷水蒸氣催化重整是制備高純氫的方法之一,甲烷和水蒸氣反應的熱化學方程式:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)H=+165.0kJ·mol-1

          已知反應器中存在如下反應過程式:

          Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206. 4 kJ. mol-1

          Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2=___。

          (2)某溫度下,4molH2O1 mol CH4在體積為2L的剛性容器內(nèi)同時發(fā)生反應I、Ⅱ,反應達到平衡時,體系中n(CO)=bmol、n(CO2)=dmol,則該溫度下反應I的平衡常數(shù)K的值為_____用含字母bd的代數(shù)式表示)

          (3)欲增大CH4轉(zhuǎn)化為H2的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有_____(填標號)。

          A.適當增大反應物的投料比n(H2O)n(CH4)

          B.增大壓強

          C.分離出CO2

          (4)H2用于工業(yè)合成氨:N2+3H2 2NH3.n(N2)n(H2)=1:3的混合氣體,勻速通過裝有催化劑的反應器中反應,反應器的溫度變化與從反應器排出的氣體中NH3的體積分數(shù)φ(NH3)的關系曲線如圖,反應器溫度高于T0后,NH3的體積分數(shù)g(NH3)隨溫度的升高而減小的原因是____。

          某溫度下,n(N2)n(H2)=1:3的混合氣體在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應,起始時氣體總壓為p0Pa,平衡時氣體總壓為0.9p0Pa,則H2的轉(zhuǎn)化率為____,氣體分壓(p)=氣體總壓(p體積分數(shù),用某物質(zhì)的平衡分壓代替物質(zhì)的量濃度也可以表示化學反應平衡常數(shù)(記作Kp),則此溫度下,該反應的化學平衡常數(shù)Kp=_____(用含p0的代數(shù)式表示)。

          【答案】-41.4 kJ. mol-1 AC 溫度高于T0時反應達到平衡,該反應是正反應放熱反應,故溫度升高,平衡逆向移動,NH3的體積分數(shù)減小 20%

          【解析】

          1)利用蓋斯定律求出反應Ⅱ的H2;

          2)求出平衡時反應物、生成物的濃度,計算平衡常數(shù);

          3)欲增大CH4轉(zhuǎn)化為H2的平衡轉(zhuǎn)化率,當CH4投料時的物質(zhì)的量不變,使化學平衡正向移動;

          4)溫度低于T0時未達到平衡,溫度高于T0時反應達到平衡,該反應是放熱反應,根據(jù)題意計算出各自的分壓,然后計算分壓平衡常數(shù)。

          1)由蓋斯定律可知,H2=H-ΔH1=165.0kJ·mol-1-206. 4 kJ· mol-1=-41.4 kJ· mol-1

          2)由n(CO2)=dmol可知反應Ⅱ生成的n(H2)=dmol,同時消耗n(CO)=dmol,同時消耗n(H2O)= dmol,則反應Ⅰ中生成的n(CO)=(b+d)mol,消耗的n(CH4)=(b+d)mol,消耗的n(H2O)=(b+d)mol,生成的n(H2)= (3b+3d)mol,則平衡體系內(nèi)n(CH4)=(1-b-d) mol、n(H2O)=(4-b-2d)mol、n(CO)=bmol、n(H2)= (3b+4d)mol,,容器的體積為2L,故反應I的平衡常數(shù)K=

          =

          3A.適當增大反應物的投料比n(H2O)n(CH4),增大水的量促進甲烷轉(zhuǎn)化為CO,促進CO轉(zhuǎn)化為CO2,A正確;

          B.增大壓強,反應Ⅰ的平衡向左移動,B錯誤;

          C.分離出CO2可使平衡向右移動,C正確;

          答案選AC

          4)溫度低于T0時未達到平衡,溫度升高,反應速率加快,NH3的體積分數(shù)增大,溫度高于T0時反應達到平衡,該反應是正反應放熱反應,故溫度升高,平衡常數(shù)減小,NH3的體積分數(shù)減小;

          設初始加入n(N2)=amoln(H2)=3amol,平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為x,則反應中消耗的H2的物質(zhì)的量為3axmol,反應中消耗的N2的物質(zhì)的量為axmol,生成NH3的物質(zhì)的量為2axmol,則達到平衡時,H2的物質(zhì)的量為(3a -3ax)molN2的物質(zhì)的量為(a -ax)mol,NH3的物質(zhì)的量為2axmol,在恒溫恒容的容器中壓強之比等于物質(zhì)的量之比,故4a:(4a-2ax)= p00.9p0,x=20% ,所以平衡時H2的物質(zhì)的量為2.4amol,N2的物質(zhì)的量為0.8amolNH3的物質(zhì)的量為0.4amol,則它們各自的分壓分別為:p (H2)= 0.9p0Pa×[2.4a/(2.4a+0.8a+0.4a)]=0.6 p0Pa,p (N2)= 0.9p0Pa×[0.8a/(2.4a+0.8a+0.4a)]=0.2p0Pa,p (NH3)= 0.9p0Pa×[0.4a/(2.4a+0.8a+0.4a)]

          =0.1p0Pa,該反應的化學平衡常數(shù)Kp= 。

          練習冊系列答案
          相關習題

          科目:高中化學 來源: 題型:

          【題目】輝銅礦(主要成分Cu2S)作為銅礦中銅含量最高的礦物之一,可用來提煉銅和制備含銅化合物。

          .濕法煉銅用Fe2(SO4)3溶液作為浸取劑提取Cu2+

          (1)反應過程中有黃色固體生成,寫出反應的離子方程式______________________。

          (2)控制溫度為85℃、浸取劑的pH = 1,取相同質(zhì)量的輝銅礦粉末分別進行如下實驗:

          實驗

          試劑及操作

          3小時后Cu2+浸出率(%)

          加入10mL 0.25mol·L-1Fe2(SO4)3溶液和5 mL

          81.90

          加入10 mL0.25mol·L-1Fe2(SO4)3溶液和5mL 0.1mol·L-1H2O2

          92.50

          回答:H2O2使Cu2+浸出率提高的原因可能是__________。

          (3)實驗二在85℃后,隨溫度升高,測得3小時后Cu2+浸出率隨溫度變化的曲線如圖。Cu2+浸出率下降的原因_________________。

          (4)上述濕法煉銅在將銅浸出的同時,也會將鐵雜質(zhì)帶進溶液,向浸出液中通入過量的O2并加入適量的CuO,有利于鐵雜質(zhì)的除去,用離子方程式表示O2的作用_________。解釋加入CuO的原因是_____。

          .某課題組利用碳氨液((NH4)2CO3、NH3·H2O)從輝銅礦中直接浸取銅。

          其反應機理如下:

          Cu2S(s)2Cu+(aq) +S2-(aq) (快反應)

          4Cu++O2+2H2O4Cu2++4OH- (慢反應)

          Cu2++4NH3·H2OCu(NH3)42++4H2O(快反應)

          (5)提高銅的浸出率的關鍵因素是 ________。

          (6)在浸出裝置中再加入適量的(NH4)2S2O8,銅的浸出率有明顯升高,結合平衡移動原理說明可能的原因是__________。

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          科目:高中化學 來源: 題型:

          【題目】NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是(

          A.1mol Cl2通入水中,HClO、Cl-、ClO-粒子數(shù)之和為

          B.密閉容器中2molNO1molO2充分反應,產(chǎn)物的分子數(shù)為2NA

          C.1L 0.1mol·L1NaHCO3溶液中HCO3CO32離子數(shù)之和為0.1NA

          D.某電池的總反應為Fe2Fe3=3Fe2,當有5.6gFe溶解時電路中有0.2mol e-通過

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          科目:高中化學 來源: 題型:

          【題目】通過傳感器可以監(jiān)測空氣中甲醛的含量。一種燃料電池型甲醛氣體傳感器的原理如圖所示,下列說法錯誤的是

          A. a為電池的正極,發(fā)生還原反應

          B. b極的電極反應為HCHO+H2O-4e==CO2+4H+

          C. 傳感器工作過程中,電解質(zhì)溶液中硫酸的濃度減小

          D. 當電路中轉(zhuǎn)移2×10-4 mol電子時,傳感器內(nèi)參加反應的HCHO為3.0 mg

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          科目:高中化學 來源: 題型:

          【題目】某蓄電池的反應為NiO2Fe2H2O Fe(OH)2Ni(OH)2

          (1)該蓄電池放電時,發(fā)生還原反應的物質(zhì)是________

          (2)為防止遠洋輪船的鋼鐵船體在海水中發(fā)生電化學腐蝕,通常在船體上鑲嵌Zn塊,或與該蓄電池的_____ (”)極相連。

          (3)精煉銅時,粗銅應與直流電源的________(”)極相連。精煉過程中,電解質(zhì)溶液中的c(Fe2)、c(Zn2)會逐漸增大而影響進一步電解。甲同學設計如下除雜方案:

          已知:

          沉淀物

          Fe(OH)3

          Fe(OH)2

          Cu(OH)2

          開始沉淀時的pH

          2.3

          7.5

          5.6

          完全沉淀時的pH

          3.9

          9.7

          6.4

          ①實驗操作I的名稱________ 則加入H2O2的目的是____________________。

          ②乙同學認為應將方案中的pH調(diào)節(jié)到8,你認為此觀點_____(正確不正確”),理由是_________。

          (4)該蓄電池充電時陰極的電極反應式為_________________。

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          科目:高中化學 來源: 題型:

          【題目】下列說法不正確的是

          A.鉛蓄電池在放電過程中,正負極質(zhì)量均增加

          B.常溫下,反應C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進行,則該反應的△H 0

          C.25℃時,Mg(OH)2固體在20 mL 0.01 mol·L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L-1NH4Cl溶液中的Ksp

          D.將濃度為0.1mol·L-1HF溶液加水不斷稀釋,的值始終保持增大

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          科目:高中化學 來源: 題型:

          【題目】某同學組裝了如圖所示的電化學裝置,電極I為Al,其他電極均為Cu,下列說法正確的是

          A. 鹽橋中通常裝有含瓊脂的KCl飽和溶液,起作用是平衡電荷,電池工作時,K+、Cl-會分別進入兩邊的溶液中

          B. 該裝置工作一段時間后,電極III上有紅色固體析出

          C. 該裝置工作一段時間后,③號燒杯中電解質(zhì)溶液濃度不變,兩個電極的質(zhì)量不變

          D. 該裝置工作時,③號燒杯中的SO42-向電極IV移動

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          科目:高中化學 來源: 題型:

          【題目】下列事實能用勒夏特列原理解釋的是

          A.加稀硫酸有利于乙酸丁酯的水解反應

          B.500℃左右比室溫更有利于合成氨的反應

          C.壓縮H2(g)I2(g)、Hl(g)平衡體系,體系顏色加深

          D.實驗室用飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫氣體

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          科目:高中化學 來源: 題型:

          【題目】KClO3和濃鹽酸在一定溫度下反應會生成黃綠色的易爆物二氧化氯。其變化可表述為:2KClO3+4HCl(濃)=2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。

          1)請分析該反應中電子轉(zhuǎn)移的情況___。(雙線橋法表示)

          2)濃鹽酸在反應中顯示出來的性質(zhì)是___(填寫編號)。

          ①只有還原性 ②還原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性

          3)產(chǎn)生0.1molCl2,則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為___mol。

          4ClO2具有很強的氧化性。因此,常被用作消毒劑,其消毒的效率(以單位質(zhì)量得到的電子數(shù)表示)是Cl2___倍(保留小數(shù)點后兩位)。

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