【題目】氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料。以生物材質(zhì)(以C計)與水蒸氣反應(yīng)制取H2是一種低耗能,高效率的制H2方法。該方法由氣化爐制造H2和燃燒爐再生CaO兩步構(gòu)成。氣化爐中涉及的反應(yīng)有:
Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) K1;
Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) K2;
Ⅲ.CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) K3;
燃燒爐中涉及的反應(yīng)為
Ⅳ.C(s)+O2(g)===CO2;
Ⅴ.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)。
(1)該工藝制H2總反應(yīng)可表示為C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g),其反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______________(用K1、K2、K3的代數(shù)式表示)。
(2)在一容積可變的密閉容器中進行反應(yīng)Ⅰ,恒溫恒壓條件下,向其中加入1.0mol炭和1.0mol水蒸氣(H216O),達到平衡時,容器的體積變?yōu)樵瓉淼?/span>1.25倍,平衡時水蒸氣的平衡轉(zhuǎn)化率為________;向該容器中補充a mol炭,水蒸氣的轉(zhuǎn)化率將________(填“增大”、“減小”或“不變”),再補充a mol水蒸氣(H218O),最終容器中C16O和C18O的物質(zhì)的量之比為__________。
(3)已知反應(yīng)Ⅱ的ΔH=-41.1 kJ/mol,C≡O(shè) 、O—H、H—H鍵的鍵能分別為1072.9 kJ/mol,464 kJ/mol、436 kJ/mol,則C=O的鍵能為________ kJ/mol。
(4)對于反應(yīng)Ⅲ,若平衡時再充入CO2,使其濃度增大到原來的2倍,則平衡________移動(填“向右”、“向左”或“不”);當(dāng)重新平衡后,CO2濃度________(填“變大”、“變小”或“不變”)。
【答案】 K1·K2·K3 25% 不變 1:a 803 正向 不變
【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律分析,反應(yīng)為反應(yīng)Ⅰ+反應(yīng)Ⅱ+反應(yīng)Ⅲ,所以平衡常數(shù)K= K1·K2·K3,故答案為: K1·K2·K3 ;(2). 假設(shè)水蒸氣的消耗的物質(zhì)的量為xmol,則有
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
起始物質(zhì)的量1 1 0 0
改變的物質(zhì)的量x x x x
平衡時物質(zhì)的量 1-x 1-x x x
根據(jù)信息有恒溫恒壓條件下體積比等于氣體總物質(zhì)的量比,即(1-x+x+x)/1=1.25,解x=0.25mol,則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率=0.25/1=25%,向體系中加入碳,因為碳為固體,不影響平衡,再補充a mol水蒸氣(H218O),則平衡正向移動,因為反應(yīng)物中16O和18O的比例為1:a,則生成物中二者的比例也為1:a,所以最終容器中C16O和C18O的物質(zhì)的量之比1:a,故答案為:25%;不變;1:a;(3).根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和分析,有-41.1=1072.9+464×2-x-436,解x=803 kJ/mol,,故答案為:803; (4). 對于反應(yīng)Ⅲ,若平衡時再充入CO2,使其濃度增大到原來的2倍,則平衡正向移動,因為溫度不變 ,平衡常數(shù)不變,所以平衡時二氧化碳的濃度不變,故答案為:正向;不變。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列三組物質(zhì)中,均有一種物質(zhì)的類別與其他三種不同。
①MgO、Na2O、CO2、CuO
②HCl、H2O、H2SO4、HNO3
③NaOH、Na2CO3、KOH、Cu(OH)2
(1)三種物質(zhì)依次是(填化學(xué)式):
A________;B________;C _________
(2)這三種物質(zhì)相互作用可生成一種新物質(zhì)NaHCO3,該反應(yīng)________(填“是”或“不是”)氧化還原反應(yīng)。
(3)寫出物質(zhì)C與足量稀硫酸反應(yīng)的離子方程式:_____________________________
(4)HCO與H+、OH-在溶液中都不能大量共存,試用離子方程式說明______________________
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【題目】對可逆反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g),下列敘述正確的是
A.平衡時,v正(O2)=v逆(O2)必成立
B.關(guān)系式5v正(O2)=4v正(NO)總成立
C.用上述四種物質(zhì)NH3、O2、NO、H2O表示的正反應(yīng)速率的數(shù)值中,v正(H2O)最小
D.若投入4 mol NH3和5 mol O2,通過控制外界條件,必能生成4 mol NO
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【題目】膠狀液氫(主要成分是H2和CH4)有望用于未來的運載火箭和空間運輸系統(tǒng)。實驗測得:101 kPa時,1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8 kJ熱量;1 mol CH4 完全燃燒生成液態(tài)水和CO2,放出890.3 kJ的熱量。下列熱化學(xué)方程式的書寫中正確的是( )
A. CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=890.3 kJ·mol-1
B. CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C. CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3 kJ
D. 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-517.6 kJ
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【題目】依據(jù)下列甲、乙、丙三圖,判斷下列敘述不正確的是( )
A. 甲是原電池,乙是電鍍裝置 B. 甲、乙裝置中,鋅極上均發(fā)生氧化反應(yīng)
C. 乙、丙裝置中,陽極均發(fā)生氧化反應(yīng)而溶解 D. 丙裝置中,銅電極的質(zhì)量有增有減
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【題目】下列有關(guān)實驗現(xiàn)象和解釋或結(jié)論都正確的選項是
選項 | 實驗操作 | 現(xiàn)象 | 解釋或結(jié)論 |
A | 把SO2通入紫色石蕊試液中 | 紫色褪去 | SO2具有漂白性 |
B | 把濃硫酸滴到pH試紙上 | 試紙變紅 | 濃硫酸具有酸性 |
C | 將充滿NO2的密閉玻璃球浸泡在熱水中 | 紅棕色變淺 | 反應(yīng)2NO2N2O4的ΔH<0 |
D | 將硫的酒精溶液滴入一定量的熱水中得淡藍色透明液體,用激光筆照射 | 有丁達爾效應(yīng) | 淡藍色液體為膠體 |
A. A B. B C. C D. D
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【題目】在體積一定的密閉容器中進行如下反應(yīng):X2(g)+2Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為a mol/L、b mol/L、 0.2mol/L(非平衡態(tài)),在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達到平衡時,Z的濃度為 0.3mol/L,則下列判斷正確的是( )
A. b≥0.1mol/L
B. 改變條件建立新平衡時Z的平衡濃度c:0.2mol/L≤c<0.3mol/L
C. a≥0.05 mol/L
D. 該平衡時氣體物質(zhì)的量濃度之和小于(a+b+0.2)mol/L
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【題目】是重要的化工原料,工業(yè)上用CO與在催化劑作用下合成,其反應(yīng)為:。按向密閉容器中充入反應(yīng)物,測得平衡時混合物中的體積分數(shù)在不同壓強下隨溫度的變化如圖所示。下列說法中,正確的是
A. B. 該反應(yīng)的
C. 平衡常數(shù): D. 在C點時,CO轉(zhuǎn)化率為75%
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【題目】鑭系為元素周期表中第ⅢB族、原子序數(shù)為57~71的元素。
(1)鏑(Dy)的基態(tài)原子電子排布式為[Xe]4f106s2,畫出鏑(Dy)原子外圍電子排布圖:___________。
(2)高溫超導(dǎo)材料鑭鋇銅氧化物中含有Cu3+,基態(tài)時Cu3+ 的電子排布式為________________。
(3)觀察下面四種鑭系元素的電離能數(shù)據(jù),判斷最有可能顯示+3 價的元素是___________(填元素名稱)。幾種鑭系元素的電離能(單位:kJ mol-1)
元素 | I1 | I2 | I3 | I4 |
Yb(鐿) | 604 | 1217 | 4494 | 5014 |
Lu(镥) | 532 | 1390 | 4111 | 4987 |
La(鑭) | 538 | 1067 | 1850 | 5419 |
Ce(鈰) | 527 | 1047 | 1949 | 3547 |
(4)元素鈰(Ce)可以形成配合物(NH4)2[Ce(NO3)6]。
①組成配合物的四種元素,電負性由大到小的順序為________________(用元素符號表示)。
②寫出氮的最簡單氣態(tài)氫化物水溶液中存在的氫鍵:__________________(任寫一種)。
③元素Al 也有類似成鍵情況,氣態(tài)氯化鋁分子表示為(AlCl3)2,分子中Al 原子雜化方式為_____________,分子中所含化學(xué)鍵類型有______________(填字母)。
a.離子鍵 b.極性鍵 C.非極性鍵 d.配位鍵
(5)PrO2(二氧化鐠)的晶體結(jié)構(gòu)與CaF2相似,晶胞中鐠原子位于面心和頂點,則PrO2(二氧化鐠)的晶胞中有________個氧原子;已知晶胞參數(shù)為a pm,密度為ρ g· cm-3,NA=_____________ (用含a、ρ的代數(shù)式表示)。
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