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12.化工工業(yè)中常用乙苯脫氫的方法制備苯乙烯.
已知某溫度下:
反應①:CO2 (g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g),△H=+41.2kJ/mol;
反應②:(g)→(g)+H2(g),△H=+117.6kJ/mol;①②的化學反應平衡常數(shù)分別為K1、K2,
(1)請寫出二氧化碳氧化乙苯制備苯乙烯的熱化學反應方程式CO2(g)+(g)+CO(g)+H2O(g) △H=+158.8 kJ/mol該反應的化學平衡常數(shù)K=K1•K2(用K1、K2表示)
(2)對于反應①,恒溫恒容條件下,向密閉容器中加入2molCO2 和2molH2,當反應達到平衡后,以下說法正確的是D
A.因為該反應是吸熱反應,所以升高溫度,正反應速率增大,逆反應速率減��;
B.若再加入1molCO2、1mol H2,平衡不移動;
C.若再加入CO2則平衡向正反應方向移動,CO的體積分數(shù)減��;
D.若充入He,平衡不移動,反應物和產物的濃度都不變;
(3)恒溫恒容條件下,反應①達到平衡后;t1時刻通入少量CO2;請在圖中畫出t1之后的正逆反應曲線,并作出標注.

分析 (1)根據蓋斯定律,結合已知方程式計算反應熱,然后寫熱化學方程式;方程式相加時,總平衡常數(shù)等于分方程的平衡常數(shù)之積;
(2)A、升高溫度正逆反應速率均增大;
B、增大反應物,平衡正向移動;
C、若繼續(xù)通入1mol CO2則平衡向正反應方向移動;
D、壓縮體積,平衡不移動,反應物和產物的濃度都增大;
(3)恒溫恒容條件下,反應①達到平衡后;t1時刻通入少量CO2,則正反應速率瞬間增大,逆反應速率逐漸增大.

解答 解:(1)已知反應①:CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g),△H=+41.2kJ/mol;
反應②:(g)→(g)+H2(g),△H=+117.6kJ/mol;
根據蓋斯定律:①+②,得 CO2(g)+(g)+CO(g)+H2O(g)△H=+41.2+117.6=+158.8kJ/mol;
反應①與法院②相加得總方程,則總方程的平衡常數(shù)等于分方程的平衡常數(shù)之積,即K=K1•K2
故答案為:CO2(g)+(g)+CO(g)+H2O(g) △H=+158.8 kJ/mol;K1•K2;
(2)A、升高溫度增大了活化分子百分數(shù),有效碰撞幾率增大,正逆反應速率均增大,故A錯誤;
B、若再加入1molCO2、1mol H2,平衡正向移動,故B錯誤;
C.若再加入CO2則平衡向正反應方向移動,CO的體積分數(shù)增加,故C錯誤;
D.若充入He,各物質濃度不變,平衡不移動,反應物和產物的濃度都不變,故D正確.
故選D.
(3)恒溫恒容條件下,反應①達到平衡后;t1時刻通入少量CO2,則正反應速率瞬間增大,逆反應速率逐漸增大,其t1之后的正逆反應曲線為:,故答案為:

點評 本題考查了熱化學方程式的書寫、平衡常數(shù)K的應用、影響速率及平衡的因素、Ksp的計算、電解原理的應用等,題目涉及的知識點較多,題目難度中等,側重于考查學生對基礎知識的綜合應用能力.

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

2.設NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述中正確的是( �。�
A.2.4 g金屬鎂變?yōu)殒V離子時失去的電子數(shù)為0.1NA
B.在標準狀況下,22.4 LCH4與18 g H2O所含有的電子數(shù)均為10NA
C.22.4 L CO氣體與l molN2所含的電子數(shù)相等
D.1 mol HCl氣體中的分子數(shù)與2L0.5 mo1/L鹽酸中溶質分子數(shù)相等

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

3.W、V、X、Y、Z是原子序數(shù)依次遞減的五種常見元素.X元素是地殼中含量最多的元素,Y、Z組成氣態(tài)化合物M的水溶液呈堿性,V的單質在X2中燃燒的產物可使品紅溶液褪色,W是一種歷史悠久,應用廣泛的金屬元素.請回答:
(1)Y元素在周期表中的位置是第二周期第ⅤA族;寫出X、Z兩種元素組成的化合物Z2X2的一種用途:消毒劑或氧化劑或漂白劑.
(2)X、Y、Z三種元素可組成一種強酸U,M在適當條件下被U吸收生成一種鹽.該鹽的水溶液的pH小于7(填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)若將W金屬投入到鹽酸中,生成了淺綠色溶液N.N的酸性溶液與雙氧水反應的離子方程式:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O.
由以上五種元素兩兩組合所形成的化合物中,有一種物質能與水反應生成氣體且屬于氧化還原反應,請寫出該反應的化學方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

20.乙醇汽油是被廣泛使用的新型清潔燃料,工業(yè)生產乙醇的一種反應原理為:
2CO(g)+4H2(g)?CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H=-256.1kJ•mol-1
已知:H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ•mol-1   CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ•mol-1
(1)以CO2(g)與H2(g)為原料也可合成乙醇,其熱化學方程式如下:2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(l)△H=:-305.7 kJ•mol-1
(2)CH4和H2O(g)在催化劑表面發(fā)生反應CH4+H2O?CO+3H2,該反應在不同溫度下的化學平衡常數(shù)如下表:
溫度/℃800100012001400
平衡常數(shù)0.451.92276.51771.5
①該反應是吸熱反應(填“吸熱”或“放熱”);
②T℃時,向1L密閉容器中投入1mol CH4和1mol H2O(g),平衡時c(CH4)=0.5mol•L-1,該溫度下反應CH4+H2O?CO+3H2的平衡常數(shù)K=6.75.
(3)汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放,這使NOx的有效消除成為環(huán)保領域的重要課題.某研究小組在實驗室以Ag-ZSM-5為催化劑,測得NO轉化為N2的轉化率隨溫度變化情況如圖.
①若不使用CO,溫度超過775K,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低,其可能的原因為該反應是放熱反應,升高溫度反應更有利于向逆反應方向進行;在nNOnCO=1的條件下,應控制的最佳溫度在870℃左右.
②用CxHy(烴)催化還原NOx也可消除氮氧化物的污染.寫出CH4與NO2發(fā)生反應的化學方程式CH4+2NO2→CO2+N2+2H2O.
(4)乙醇-空氣燃料電池中使用的電解質是攙雜了Y2O3的ZrO2晶體,它在高溫下能傳導O2-離子.該電池負極的電極反應式為CH3CH2OH-12e-+6O2-=2CO2+3H2O.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

7.下列過程沒有發(fā)生化學反應的是(  )
A.用食醋除去暖水瓶中的薄層水垢B.石油的分餾和煤的干餾
C.用二氧化氯(ClO2)為自來水消毒D.液氨作制冷劑

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

17.工業(yè)上以乙苯為原料生產苯乙烯的反應如下(Ph代表苯基):
Ph-CH2CH3(g)?Ph-CH═CH2(g)+H2(g)△H
某研究小組為探究溫度等因素對該反應的產率影響,在容積可變的密閉容器中分別作了四組實驗,實驗結果如圖a、b所示.

(1)根據反應及如圖(a),判斷H>0(填“<”“=”或“>”)K500℃>K400℃(填“<”“=”或“>”)
(2)下列事實可以說明該反應已達平衡的是AB.
A.混合氣體的密度不再變化
B.氫氣的體積分數(shù)保持不變
C.氫氣、苯乙烯的生成速率之比保持不變
D.單位時間內消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2
(3)從壓強因素分析,為提高乙苯的轉化率,應采用低壓的生產條件.實際工業(yè)生產中常采用通入水蒸氣的方法.水蒸氣的含量對反應的影響結果如圖(b)所示.
①在做這四組實驗時,應該采用的其他實驗條件是AC.
A.反應溫度相同          B.采用不同的催化劑
C.壓強都控制在常壓下     D.反應相同時間時測定實驗數(shù)據
②由圖b判斷,隨著nH2On比值增加產率增加的原因是正反應為氣體分子數(shù)增大的反應,保持壓強不變,加入水蒸氣,容器體積應增大,等效為降低壓強,平衡向正反應方向移動.
③若反應在保持其他條件不變的情況下,壓縮體系的體積,在圖c中做出改變條件后達到新的平衡,正逆反應速率的變化情況.
(4)若工業(yè)生產中既要提高化學反應速率,又要提高反應物的轉化率,應采取的措施是升高溫度.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

4.化合物甲由四種元素組成,撞擊甲容易發(fā)生爆炸生成三種物質,產物之一是純凈固體單質乙,另兩種產物丙和丁是相對分子質量相同的常見氣體,其中丁是空氣的主要成分之一,3.0g甲發(fā)生爆炸反應,生成2.16g乙和標準狀況下0.224L丁,其余為丙.回答下列問題:
(1)丁的結構式
(2)甲發(fā)生爆炸反應的化學方程式為2AgCNO=2Ag+2CO↑+N2
(3)已知化合物甲中,有兩種元素的化合價為最高正價,另兩種元素的化合價為最低負價,爆炸反應中氧化產物與還原產物的物質的量之比為1:4.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

1.甲醇被稱為2l世紀的新型燃料.參考下列圖表和有關要求回答問題:

(1)甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的一種原理是CH3OH(g)和H2O(g)反應生成CO2和H2.圖1是該過程中能量變化示意圖,請寫反應進程CH3OH(g)和H2O(g)反應的熱化學方程式CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)△H=+(a-b)kJ/mol.
(2)甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的另一種反應原理是:CH3OH(g)+12O2(g)═CO2(g)+2H2(g)△H=c kJ/mol又知H2O(g)═H2O(l)△H=d kJ/mol.則甲醇燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式為2CH3OH(g)+3O2(g)=2 CO2(g)+4 H2O(l)△H=-(4a-4b-6c-4d)kJ/mol.
(3)以CH3OH燃料電池為電源電解法制取ClO2.二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體,是國際上公認的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑.
①CH3OH燃料電池放電過程中,通入O2的電極附近溶液的pH增大(填“增大”、“減小”、“不變”).
②圖中電解池用石墨作電極,在一定條件下電解飽和食鹽水制取 ClO2.陽極產生 ClO2的反應式為Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+.電解一段時間,從陰極處收集到的氣體比陽極處收集到氣體多 6.72L時(標準狀況,忽略生成的氣體溶解),停止電解,通過陽離子交換膜的陽離子為1mol.
③用平衡移動原理解釋圖2中電解池中陰極區(qū)pH增大的原因:在陰極發(fā)生2H++2e-=H2↑,H+濃度減小,使得H2O?OH-+H+的平衡向右移動,OH-濃度增大,pH增大.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

2.在一定溫度下,冰醋酸加水稀釋過程中,溶液的導電能力如圖所示,請回答:
(1)“O”點導電能力為0的理由是冰醋酸中不存在離子;
(2)用濕潤的pH試紙測量a處溶液的pH值,測量結果偏大(“偏大”、“偏小”、“不變”);
(3)a、b、c三點溶液的pH由小到大的順序為b<a<c;
(4)a、b、c三點溶液中CH3COO-物質的量最大的是c;
(5)若使c點溶液中c(CH3COO-)增大,溶液的pH也增大,可采取得措施是(寫出兩種方法):

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