13.CO、H2、CH30H 均是清潔能源,一定條件下存在如下轉(zhuǎn)化:CO(g)+2H2(g)?CH30H(g)△H=-105 kJ•mol-1.向2L密閉容器中充入1mol CO 與2mol H2,測得不同溫度下容器內(nèi)的壓強(qiáng)(P:kPa)隨時間(min)的變化關(guān)系如圖1中 I、Ⅱ、Ⅲ曲線所示:

(1)Ⅱ和 I 相比,改變的反應(yīng)條件是加入催化劑,Ⅲ與I相比,溫度較高的是I
(2)Ⅱ在 2 min 時達(dá)到平衡,則在此條件下從反應(yīng)開始到反應(yīng)達(dá)到平衡時 v(CO)0.125mol/(L•min),反應(yīng)Ⅰ平衡時平衡常數(shù) K(I)=4,平衡常數(shù) K(I)ⅢK(Ⅲ)(填“>”、“<”、“=”).
(3)下列事實中能說明容器中的反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是c.
a.△H 保持不變 b.氣體密度保持不變 c.氣體平均摩爾質(zhì)量保持不變 d.v(CO)=2v(H2
(4)甲醇一空氣-KOH 燃料電池 (圖2)是一種能量轉(zhuǎn)化率高的新型電池,則b是正(填 正、負(fù))極.

分析 (1)Ⅱ反應(yīng)速率較大,與I達(dá)到相同平衡狀態(tài),CO(g)+2H2(g)?CH30H(g)△H=-105 kJ•mol-1的正反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動;
(2)Ⅱ在 2 min 時達(dá)到平衡,壓強(qiáng)為開始的一半,則轉(zhuǎn)化率為50%,計算平衡濃度,可計算反應(yīng)Ⅰ平衡時平衡常數(shù) K;結(jié)合溫度對平衡移動的影響比較平衡常數(shù);
(3)在一定條件下,當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度不變,由此衍生的一些物理性也不變,注意該反應(yīng)中,反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和不相等,壓強(qiáng)可作為判斷的依據(jù);
(4)由電子轉(zhuǎn)移的方向可知a為負(fù)極、b為正極.

解答 解:(1)Ⅱ反應(yīng)速率較大,與I達(dá)到相同平衡狀態(tài),則應(yīng)為加入催化劑,CO(g)+2H2(g)?CH30H(g)△H=-105 kJ•mol-1的正反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動,壓強(qiáng)增大,則I溫度較高,故答案為:加入催化劑;I;
(2)Ⅱ在 2 min 時達(dá)到平衡,壓強(qiáng)為開始的一半,則轉(zhuǎn)化率為50%,v(CO)=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{2min}$=0.125mol/(L•min),
反應(yīng)Ⅰ平衡時,c(CO)=$\frac{0.5mol}{2L}$=0.25mol/L,c(H2)=$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L,c(CH30H)=0.25mol/L,
則K=$\frac{0.25}{0.25×0.{5}^{2}}$=4,
Ⅰ溫度較高,升高溫度,平衡逆向移動,則K較小,說明Ⅲ的平衡常數(shù)較大,
故答案為:0.125mol/(L•min);4;Ⅲ;
(3)a.無論是否平衡,△H 都保持不變,故a錯誤;
b.氣體質(zhì)量不變,體積不變,則氣體密度保持不變,不能判斷是否達(dá)到平衡,故b錯誤;
c.氣體的質(zhì)量不變,反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不等,當(dāng)氣體平均摩爾質(zhì)量保持不變,可說明達(dá)到平衡狀態(tài),故c正確;
d.v(CO)=2v(H2,正逆反應(yīng)速率不等,沒有達(dá)到平衡狀態(tài),故d錯誤,
故答案為:c;
(4)由電子轉(zhuǎn)移的方向可知a為負(fù)極、b為正極,故答案為:正.

點(diǎn)評 本題考查較為綜合,為高考常見題型,綜合考查學(xué)生的分析、計算能力,題量較大,答題時注意平衡常數(shù)的意義以及計算方法,把握平衡狀態(tài)的判斷方法,注意原電池的工作原理,難度中等.

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:選擇題

3.下列說法中正確的是( 。
A.活化分子具有的能量就是活化能
B.增大反應(yīng)物濃度,可增大活化分子的百分?jǐn)?shù),從而使有效碰撞次數(shù)增大
C.無論是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),升高溫度都能增大活化分子百分?jǐn)?shù)
D.活化分子間的碰撞一定是有效碰撞

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.下列與實驗相關(guān)的敘述正確的是( 。
A.配制溶液時,若加水超過容量瓶刻度,應(yīng)用膠頭滴管將多余溶液吸出
B.用NaOH溶液洗滌并灼燒鉑絲后,再進(jìn)行焰色反應(yīng)
C.用激光筆驗證淀粉溶液的丁達(dá)爾現(xiàn)象
D.用潔凈的玻璃棒蘸取碳酸鉀溶液在酒精燈火焰上灼燒,可觀察到明亮的紫色火焰

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

1.廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護(hù)環(huán)境.實驗室利用廢棄舊電池的銅帽(Zn、Cu總含量約為99%)回收銅并制備ZnO的部分實驗過程如圖:

(1)①銅帽溶解時加入H2O2的目的是Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O(用化學(xué)方程式表示).
②銅帽溶解后需將溶液中過量H2O2除去.除去H2O2的簡便方法是加熱至沸.
(2)為確定加入鋅灰(主要成分為Zn、ZnO,雜質(zhì)為鐵及其氧化物)含量,實驗中需測定除去H2O2后溶液中Cu2+的含量.實驗操作為:準(zhǔn)確量取一定體積的含有Cu2+的溶液于帶塞錐形瓶中,加適量水稀釋,調(diào)節(jié)pH=3~4,加入過量KI,用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn).上述過程中的離子方程式如下:
2Cu2++4I-═2CuI(白色)↓+I2      I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
①滴定選用的指示劑為淀粉溶液,滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為藍(lán)色褪去并半分鐘內(nèi)不恢復(fù).
②若滴定前溶液中H2O2沒有除盡,所測定的Cu2+的含量將會偏高(填“偏高”“偏低”“不變”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān).下列敘述正確的是(  )
A.煤的干餾和煤的液化均是物理變化
B.用活性炭為糖漿脫色和用次氯酸鹽漂白紙漿的原理相同
C.天然纖維和合成纖維的主要成分都是纖維素
D.海水淡化的方法有蒸餾法、電滲析法等

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

18.下列解釋事實的化學(xué)方程式或離子方程式不正確的是( 。
A.向AgCl懸濁液中加入KI溶液:AgCl(s)+I-(aq)═AgI(s)+Cl-(aq)
B.明礬凈水:Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+
C.90℃時,測得純水中Kw=3.8×10-13:H2O(l)?H+(aq)+OH-(aq)△H<0
D.用熱的純堿溶液可以清洗油污:CO32-+H2O?HCO3-+OH-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.鈷是重要的戰(zhàn)略金屬元素,鈷及其化合物在化工、機(jī)械、航空和軍事等部門具有廣泛的應(yīng)用.以水鈷礦(主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等雜質(zhì))制取CoC2O4的工藝流程如圖1:

已知:①浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表:
 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2
 完全沉淀的pH 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8
回答下列問題:
(1)浸出過程中加入Na2SO3的目的是將Fe3+、Co3+(填離子符號)還原.
(2)向浸出液中加入NaClO3的作用是將Fe2+氧化成Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為ClO3-+6Fe2++6H+═6Fe3++Cl-+3H2O.
(3)浸出液中加Na2CO3調(diào)pH至5.2時生成的沉淀為Fe(OH)3 Al(OH)3(填化學(xué)式),能夠生成此沉淀的原因是鋁離子、鐵離子能與碳酸根離子發(fā)生雙水解生成沉淀和二氧化碳,反應(yīng)的離子方程式為:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2、2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑,從而產(chǎn)生沉淀(用離子方程式結(jié)合必要的文字說明).
(4)“除鈣、鎂”是將溶液中Ca2+與Mg2+轉(zhuǎn)化為MgF2、CaF2沉淀.
已知Ksp( MgF2)=7.35×10-ll、Ksp( CaF2)=1.05×10-10,當(dāng)加入過量NaF后,所得濾液中$\frac{c(M{g}^{2+})}{c(C{a}^{2+})}$=0.7
(5)濾液Ⅱ中加入萃取劑的作用是除去Mn2+,萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖2所示.使用萃取劑適宜的pH是b(填字母).
a.接近2.0
b.接近3.0
c.接近4.0.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

2.已知X、Y、Z、Q為短周期非金屬元素,R是長周期元素,X原子的電子占據(jù)2個電子層且原子中成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的2倍;Y的基態(tài)原子有7種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子;Z元素在地殼中含量最多;Q是電負(fù)性最大的元素;R+離子只有三個電子層且完全充滿電子.
回答下列問題:(答題時,X、Y、Z、Q、R用所對應(yīng)的元素符號表示)
(1)X元素為C,X、Y、Z中第一電離能最大的是N.
(2)已知Y2Q2分子存在如圖所示的兩種結(jié)構(gòu)(球棍模型,短線不一定代表單鍵):

該分子中Y原子的雜化方式是sp2
(3)X與Y元素可以形成一種超硬新材料,其晶體部分結(jié)構(gòu)如下圖所示,有關(guān)該晶體的說法正確的是
BCD(填寫字母序號).
A.該晶體屬于分子晶體
B.此晶體的硬度比金剛石還大
C.晶體的化學(xué)式是X3Y4
D.晶體熔化時破壞共價鍵
(4)有一種AB型分子與Y單質(zhì)分子互為等電子體,它是一種常用的還原劑,其化學(xué)式為CO.
(5)R的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(2分)),R與Z形成的某離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖,則該晶體的化學(xué)式為Cu2O,該晶體的密度為a g•cm-3,則晶胞的體積是$\frac{288}{aNA}$cm3(用含a、NA的代數(shù)式表示).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.室溫下,向10mL 0.1mol/L醋酸溶液中加水稀釋后,下列說法正確的是( 。
A.溶液中粒子的數(shù)目減小
B.再加入CH3COONa固體能促進(jìn)醋酸的電離
C.稀釋醋酸溶液,溶液中所有離子的濃度均降低
D.溶液中$\frac{c(C{H}_{3}CO{O}^{-})}{c(C{H}_{3}COOH)•c(O{H}^{-})}$不變

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