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        1. 下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分,試運用所學知識,解決下列問題:

          I.已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應的平衡表常數(shù)達式為:K=,它所對應反應的化學方程式為                                            。
          II.二甲醚(CH3OCH3)在未來可能替代柴油和液化氣作為潔凈液體燃料使用,工業(yè)上以CO和H2為原料生產(chǎn)CH3OCH3。工業(yè)制備二甲醚在催化反應室中(壓力2.0~10.0Mpa,溫度230~280℃)進行下列反應:
          ①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.7kJ·mol-1
          ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-23.5kJ·mol-1
          ③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.2kJ·mol-1
          (1)催化反應室中總反應的熱化學方程式為                                         。
          830℃時反應③的K=1.0,則在催化反應室中反應③的K    1.0(填“>”、“<”或“=”)。
          (2)在某溫度下,若反應①的起始濃度分別為:c(CO)=1 mol/L,c(H2)=2.4 mol/L,5 min后達到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為50%,則5 min內(nèi)CO的平均反應速率為            ;若反應物的起始濃度分別為:c(CO)=4 mol/L,c(H2)=a mol/L;達到平衡后,c(CH3OH)=2 mol/L,a=        mol/L。
          (3)反應②在t℃時的平衡常數(shù)為400,此溫度下,在0.5L的密閉容器中加入一定的甲醇,反應到某時刻測得各組分的物質(zhì)的量濃度如下:

          物質(zhì)
          CH3OH
          CH3OCH3
          H2O
          c(mol/L)
          0.8
          1.24
          1.24
           
          ①此時刻v   v(填“大于”“小于”或“等于”
          ②平衡時二甲醚的物質(zhì)的量濃度是                    。
          以二甲醚、空氣、KOH 溶液為原料,以石墨為電極可直接構(gòu)成燃料電池,則該電池的負極反應式為                                              ;若以1.12L/min(標準狀況)的速率向電池中通入二甲醚,用該電池電解500mL2mol/L CuSO4溶液,通電0.50 min后,計算理論上可析出金屬銅的質(zhì)量為                         

          I.C(s) + H2O(g)  CO(g)+H2(g) (1分)
          II.(1)3CO(g)+3H2(g)  CH3OCH3(g) +CO2(g) △H1=-246.1kJ·mol-1    > (1分)
          (2)0.1mol/(L·min)  (1分)  5.4 (1分)
          (3)大于(1分)   1.6mol/L (1分)
          (4)CH3OCH3 -12e-+16OH - = 2CO32-+11H2O (1分)  9.6g (2分)

          解析試題分析:I.根據(jù)題給平衡常數(shù)表達式,結(jié)合質(zhì)量守恒定律寫出,化學方程式為
          C(s) + H2O(g)  CO(g)+H2(g);II.(1)根據(jù)蓋斯定律,①×2+②+③得催化反應室中總反應的熱化學方程式為3CO(g)+3H2(g)  CH3OCH3(g) +CO2(g) △H1=-246.1kJ·mol-1;該反應放熱,降溫平衡向正向移動,K增大,故在催化反應室中反應③的K>1.0;(2)根據(jù)v=△c/△t,將題給數(shù)據(jù)代入計算,v(CO)= 0.1mol/(L·min);根據(jù)平衡計算——三行式計算。
          CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)      CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
          起始濃度(mol/L)  1      2.4          0           4      a           0
          轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)  0.5     1           0.5          2      4           2
          平衡濃度(mol/L)  0.5    1.4          0.5          2      a-4         2
          將有關(guān)數(shù)據(jù)代入平衡常數(shù)表達式,計算得a=5.4;
          (3)①根據(jù)信息知,Q= c(CH3OCH3) c(H2O)/ c2(CH3OH),代入數(shù)據(jù)計算得Q=2.4,Q<K,反應正向進行,v大于v;②根據(jù)平衡計算——三行式進行計算。平衡時二甲醚的物質(zhì)的量濃度是1.6mol/L;
          (4)以二甲醚、空氣、KOH 溶液為原料,以石墨為電極可直接構(gòu)成燃料電池,二甲醚發(fā)生氧化反應,在負極發(fā)生反應,根據(jù)原子守恒和電荷守恒,該電池的負極反應式為CH3OCH3 -12e-+16OH - = 2CO32-+11H2O;根據(jù)電子守恒計算析出銅的質(zhì)量,2m(Cu)/64=1.12/22.4×0.5×12,m(Cu)=9.6g。
          考點:考查化學平衡計算、蓋斯定律和電化學。

          練習冊系列答案
          相關(guān)習題

          科目:高中化學 來源: 題型:填空題

          2013年全國各地都遭遇“十面霾伏”。其中,機動車尾氣和燃煤產(chǎn)生的煙氣對空氣質(zhì)量惡化貢獻較大。
          (1)汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)!鱄<0
          若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行,下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是        (填代號)。
          (下圖中υ、K、n、w分別表示正反應速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量、質(zhì)量分數(shù))

          (2)機動車尾氣和煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染。已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol
          2NO2(g)N2O4(g)  △H=-56.9 kJ/mol
          H2O(g) = H2O(l)  ΔH = -44.0 kJ/mol
          寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學方程式:                                    。
          (3)用NH3催化還原NOX也可以消除氮氧化物的污染。如圖,采用NH3作還原劑,煙氣以一定的流速通過兩種不同催化劑,測量逸出氣體中氮氧化物含量,從而確定煙氣脫氮率(注:脫氮率即氮氧化物轉(zhuǎn)化率),
          反應原理為:NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。

          ①該反應的△S    0,△H     0(填“>”、“=”或 “<”)。
          ②對于氣體反應,用某組分(B)的平衡壓強(pB)代替物質(zhì)的量濃度(cB)也可以表示平衡常數(shù)(記作KP),
          則上述反應的KP                。
          ③以下說法正確的是                 。
          A.第②種催化劑比第①種催化劑脫氮率高
          B.相同條件下,改變壓強對脫氮率沒有影響
          C.催化劑①、②分別適合于250℃和450℃左右脫氮
          (4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池,其原理見圖。該電池在使用過程中石墨I電極上生成氧化物Y,其電極反應為                        。

          (5)硝酸工業(yè)尾氣中氮氧化物(NO和NO2)可用尿素〔CO(NH2)2〕溶液除去。反應生成對大氣無污染的氣體。1 mol尿素能吸收工業(yè)尾氣中氮氧化物(假設(shè)NO、NO2體積比為1:1)的質(zhì)量為___________g。

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          科目:高中化學 來源: 題型:填空題

          國家擬于“十二五”期間將SO2的排放量減少8%,研究SO2綜合利用意義重大。
          (1)已知25℃時:SO2(g)+2CO(g)=2CO2(g)+Sx(s)  △H=akJ/mol
          2COS(g)+SO2(g)=2CO2(g)+Sx(s)  △H=bkJ/mol。
          則CO與Sx生成COS反應的熱化學方程式是________________________。
          (2)有人設(shè)想按如圖所示裝置用廢氣中的SO2生產(chǎn)硫酸。

          寫出SO2電極的電極反應式__________________________。
          (3)提高反應2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)  △H<0中SO2的轉(zhuǎn)化率是控制SO2排放的關(guān)鍵措施之一。某課外活動小組進行了如下探究:
          ①T1溫度時,在2L的密閉容器中加入4.0molSO2和2.0molO2,5 min后反應達到平衡,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為50%,前5 min內(nèi)SO2的平均反應速率為___________。
          ②在①中的反應達到平衡后,改變下列條件,能使SO2的轉(zhuǎn)化率及SO3的平衡濃度都比原來增大的是
          _________(填序號)。
          a.溫度和容器體積不變,充入1.0molHe (g)
          b.溫度和容器體積不變,充入2molSO2和lmolO2
          c.溫度和容器體積不變,充入1.0molSO2
          d.在其他條件不變時,減小容器的容積
          ③在其他條件不變的情況下,探究起始時氧氣物質(zhì)的量對2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反應的影響,實驗結(jié)果如圖所示。(圖中T表示溫度,n表示物質(zhì)的量):在a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中,SO2的轉(zhuǎn)化率最高的是____,溫度T1______T2(填“>”“<”或“=”)。

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          科目:高中化學 來源: 題型:填空題

          化工行業(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求。請回答下列問題:
          (1)已知C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),則該反應的平衡常數(shù)表達式為               
          (2)已知在一定溫度下,
          C(s)+CO2(g)   2CO(g)          △H1
          CO(g)+H2O(g)   H2(g)+CO2(g) △H2
          C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)    △H3
          則△H1、△H2、△H3之間的關(guān)系是:                             
          (3)通過研究不同溫度下平衡常數(shù)可以解決某些實際問題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進入反應時,會發(fā)生如下反應: CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),該反應平衡常數(shù)隨溫度的變化如表所示。

          溫度/℃
          400
          500
          800
          平衡常數(shù)K
          9.94
          9
          1
           
          則該反應的正反應方向是     反應(填“吸熱”或“放熱”),在500℃時,若設(shè)起始時CO和H2O的起始濃度均為0.020mol/L,則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為     。
          (4)從氨催化氧化可以制硝酸,此過程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。對反應N2O4(g) 2NO2(g)  △H>0在溫度為T1、T2時,平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是      

          A.A、C兩點的反應速率:A>C
          B.A、C兩點氣體的顏色:A深,C淺
          C.B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量:B<C
          D.由狀態(tài)A到狀態(tài)B,可以用加熱的方法
          E.A、C兩點的化學平衡常數(shù):A=C
          (5)工業(yè)上用Na2SO3吸收尾氣中的SO2,再用下圖裝置電解(惰性電極)NaHSO3制取H2SO4(陰離子交換膜只永許陰離子通過),陽極電極反應式為:               ,陽極區(qū)逸出氣體的成分為       (填化學式)。

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          科目:高中化學 來源: 題型:填空題

          (1)能源的開發(fā)利用與人類社會的可持續(xù)性發(fā)展息息相關(guān)。
          已知:① Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)  △H1="a" kJ/mol
          ②CO(g)+1/2 O2(g)=CO2(g)        △H2="b" kJ/mol
          ③4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)        △H3="c" kJ/mol
          則C的燃燒熱____________________________kJ.mol-1
          (2)某實驗小組模擬工業(yè)合成氨反應N2+3H 2NH3 △H ="-92.4" kJ/mol,開始他們將N2和H2混合氣體20mol (體積比1:1)充入5L合成塔中.反應前壓強為P0,反應過程中壓強用P表示,反應過程中P/P0與時間t的關(guān)系如圖所示。請回答下列問題:

          ①反應達平衡的標志是(填字母代號)_____________
          A.壓強保持不變
          B.氣體密度保持不變
          C.NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
          ②2min時,以C(N2)變化表示的平均反應速率為___________
          ③若提高N2的轉(zhuǎn)化率可采取的措施有_______________
          A.向體系中按體積比1:1再充入N2和H2
          B.分離出NH3
          C.升高溫度
          D.充入He氣使壓強增大
          E.加入一定量的N2
          (3)25°C時,BaCO3和BaSO4的溶度積常數(shù)分別是8×10-9和1×1010,某含有BaCO3沉淀的懸濁液中c(CO32-)=0.2mol/L,如果加入等體積的Na2SO4溶液,若要產(chǎn)生 BaSO4沉淀,加入Na2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度最小是________mol /L。

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          科目:高中化學 來源: 題型:填空題

          (15分)能源的開發(fā)、利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān),怎樣充分利用好能源是擺在人類面前的重大課題。
          I.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨) =2Fe(s)+3CO(g) △H=akJ·mol-1
          CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) △H=bkJ·mol-1
          C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=ckJ·mol-1
          則反應:4Fe(s)+3O2(g)= 2Fe2O3(s)的焓變△H=       kJ·mol-1
          Ⅱ.(1)依據(jù)原電池的構(gòu)成原理,下列化學反應在理論上可以設(shè)計成原電池的是     (填序號)。
          A.C(s)+CO2(g)=2CO(g)
          B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
          C.2H2O(l)= 2H2(g)+O2(g)
          D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
          若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液,依據(jù)所選反應可以設(shè)計成一個原電池,請寫出該原電池的電極反應。
          負極:                                                ,
          正極:                                                。
          (2)二氧化氯(ClO2)是一種高效安全的自來水消毒劑。ClO2是一種黃綠色氣體,易溶于水。實驗室以NH4Cl、鹽酸、NaClO2為原料制備ClO2流程如下:

          已知:電解過程中發(fā)生的反應為:
          NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑;假設(shè)NCl3中氮元素為+3價。
          ①寫出電解時陰極的電極反應式                                            。
          ②在陽極上放電的物質(zhì)(或離子)是           。
          ③除去ClO2中的NH3可選用的試劑是         (填序號)
          A.生石灰       B.堿石灰       C.濃H2SO4       D.水
          ④在生產(chǎn)過程中,每生成1mol ClO2,需消耗       mol NCl3

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          科目:高中化學 來源: 題型:填空題

          運用化學反應原理知識研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意義。
          (1)用CO可以合成甲醇。已知:
          CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.5 kJ·mol-1
          CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
          H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
          則CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=________kJ·mol-1
          (2)下列措施中能夠增大上述合成甲醇反應的反應速率的是________(填寫序號).
          a.使用高效催化劑     b.降低反應溫度
          c.增大體系壓強       d.不斷將CH3OH從反應混合物中分離出來

          (3)在一定壓強下,容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2,在催化劑作用下反應生成甲醇,平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如右圖所示。
          ①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
          ②100 ℃時,該反應的化學平衡常數(shù)K=________(mol·L-1)-2;
          ③在其它條件不變的情況下,再增加a mol CO和2a molH2,達到新平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
          (4)某科研小組用SO2為原料制取硫酸。
          ①利用原電池原理,用SO2、O2和H2O來制備硫酸,該電池用多孔材料作電極,它能吸附氣體,同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。請寫出該電池的負極的電極反應式________________。
          ②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。請寫出開始時陽極反應的電極反應式________________。

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          科目:高中化學 來源: 題型:填空題

          硫酸鹽主要來自地層礦物質(zhì),多以硫酸鈣、硫酸鎂的形態(tài)存在。
          (1)已知:①Na2SO4(s)=Na2S(s)+2O2(g) ;  ΔH1=" +1011.0" kJ · mol-1
          ②C(s)+O2(g)=CO2(g) ;   ΔH2=-393.5 kJ · mol-1
          ③2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ;ΔH3=-221.0 kJ · mol-1 
          則反應④Na2SO4(s)+4C(s)=Na2S(s)+4CO(g);ΔH4=             kJ · mol-1,該反應能自發(fā)進行的原因是                              ;工業(yè)上制備Na2S不用反應①,而用反應④的理由是                                                       
          (2)已知不同溫度下2SO2+O22SO3的平衡常數(shù)見下表。

          溫度(℃)
          527
          758
          927
          平衡常數(shù)
          784
          1.0
          0.04
           
          1233℃時,CaSO4熱解所得氣體的主要成分是SO2和O2,而不是SO3的原因是               
          (3)高溫時,用CO還原MgSO4可制備高純MgO。
          ①750℃時,測得氣體中含等物質(zhì)的量SO2和SO3,此時反應的化學方程式是                     。
          ②將上述反應獲得的SO2通入含PtCl42-的酸性溶液,可還原出Pt,則反應的離子方程式是                            
          ③由MgO可制成“鎂—次氯酸鹽”燃料電池,其裝置示意圖如圖,則正極的電極反應式為          。

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          科目:高中化學 來源: 題型:填空題

          我國是個鋼鐵大國,鋼鐵產(chǎn)量為世界第一,高爐煉鐵是最為普遍的煉鐵方法.
          I. 已知:2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g),ΔH=-566 kJ·mol-1
          2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s),ΔH=-825.5 kJ·mol-1
          反應:Fe2O3(s)+ 3CO(g) 2Fe(s)+ 3CO2(g),ΔH=______ kJ·mol-1.
          Ⅱ. 反應Fe2O3(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g)在1000℃的平衡常數(shù)等于4.在一個容積為10L的密閉容器中,1000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反應經(jīng)過l0min后達到平衡.
          (1)CO的平衡轉(zhuǎn)化率=____________.
          (2)欲提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率,促進Fe2O3的轉(zhuǎn)化,可采取的措施是________.
          a.提高反應溫度
          b.增大反應體系的壓強
          c.選取合適的催化劑
          d.及時吸收或移出部分CO2
          e.粉碎礦石,使其與平衡混合氣體充分接觸
          Ⅲ.高爐煉鐵產(chǎn)生的廢氣中的CO可進行回收,使其在一定條件下和H2反應制備甲醇:
          CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g).請根據(jù)圖示回答下列問題:

          (1)從反應開始到平衡,用H2濃度變化表示平均反應速率v(H2)=________.
          (2)若在溫度和容器相同的三個密閉容器中,按不同方式投入反應物,測得反應達到平衡吋的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:

          容器
          反應物投入的量
          反應物的
          轉(zhuǎn)化率
          CH3OH的濃度
          能量變化
          (Q1、Q2、Q3均大于0)

          1mol CO和2mol H2
          α1
          c1
          放出Q1kJ熱量

          1mol CH3OH
          α2
          c2
          吸收Q2kJ熱量

          2mol CO和4mol H2
          α3
          c3
          放出Q3kJ熱量
           
          則下列關(guān)系正確的是________.
          A.c1=c2
          B.2Q1=Q3
          C.2a1=a3
          D.a(chǎn)1 +a2 =1
          E.該反應若生成1mol CH3OH,則放出(Q1+Q2)kJ熱量
          (3)若在一體積可變的密閉容器中充入l molCO、2molH2和1molCH3OH,達到平衡吋測得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍,則該反應向________(填“正”、“逆”)反應方向移動.
          (4)甲醇可與氧氣構(gòu)成燃料電池,該電池用多孔的惰性電極浸入濃氫氧化鉀溶液,寫出該電池的負極反應式______________________.

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