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CO是现代化工生产的基础原料,下列有关问题都和CO的使用有关。 (1) 工业上可...

CO是现代化工生产的基础原料,下列有关问题都和CO的使用有关。

1 工业上可利用CO生产乙醇:

2COg)+4H2g满分5 manfen5.comCH3CH2OHg)+H2Og ΔH1

又已知:H2Ol=== H2Og ΔH2

COg)+H2Og满分5 manfen5.comCO2g)+H2g ΔH3

工业上也可利用CO2g)与H2g)为原料合成乙醇:

2CO2g)+6H2g满分5 manfen5.comCH3CH2OHg)+3H2Ol ΔH

则:ΔHΔH1ΔH2ΔH3之间的关系是:ΔH_______________________

2)一定条件下,H2CO在体积固定的密闭容器中发生如下反应:

4H2g+2COg满分5 manfen5.com CH3OCH3g+H2Og),

下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据的有    

A2vH2= vCO

BCO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率

C.容器内的压强保持不变

D.混合气体的密度保持不变

E.混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化

3)工业可采用COH2反应合成再生能源甲醇,反应如下:

COg+ 2H2g满分5 manfen5.comCH3OHg

在一容积可变的密闭容器中充有10molCO20mol H2

在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如(图1)所示。

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合成甲醇的反应为__    (填放热吸热)反应。

ABC三点的平衡常数KAKBKC的大小关系为___      

③若达到平衡状态A时,容器的体积为10L,则在平衡状态B时容器的体积为               L

④(图2)中虚线为该反应在使用催化剂条件下关于起始氢气与CO投料比和CO平衡转化率的关系图。当其条件完全相同时,用实线画出不使用催化剂情况下CO平衡转化率的示意图.

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CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如(图3)所示,实际生产时条件控制在250 ℃、13×104 kPa左右,选择此压强的理由是________

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(1)△H1-3△H2-2△H3 (1分) (2)CE (1分) (3)①放热(1分)②KA=KB>KC(1分)③2(2分) ④(1分) ⑤在1.3×104kPa下,CO的转化率已较高,再增大压强CO转化率提高不大,同时生产成本增加,得不偿失。 (1分) 【解析】 试题分析:(1)根据盖斯定律,将已知热化学方程式中含有的CO(g)、H2O(g)消去可得到:2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l),则ΔH=ΔH1-3ΔH2-2ΔH3。 (2)A.未指明正逆反应的方向,且氢气的速率应是CO速率的2倍,不能判断为平衡状态,A错误;B.CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率,都是正反应速率,且不符合化学计量数之比,不能判断为平衡状态,B错误;C.容器的体积固定,该反应是气体的物质的量改变的可逆反应,所以当压强一定时,即为平衡状态,C正确;D.容器的体积不变,混合气体的质量不变,所以混合气体的密度始终不变,不能判断为平衡状态,D错误;E.混合气体的质量不变,但混合气体的物质的量发生改变,所以气体的平均相对分子质量发生变化,当气体的平均相对分子质量不变时,为平衡状态,E正确,答案选CE; (3)①从图1可知,当压强一定时,CO的转化率随温度升高而降低,说明升温,平衡逆向移动,即逆向为吸热反应,所以正反应(合成甲醇的反应)是放热反应; ②平衡常数与温度有关,反应放热,则升高温度,平衡常数减小,A与B的温度相同,C的温度高于A、B,所以C的平衡常数较小,所以三者的关系是KA=KB>KC; ③达到平衡状态A时,容器的体积为10L,状态A与B的平衡常数相同,则A状态时CO的转化率是0.5,则平衡时CO的物质的量是10mol×(1-0.5)=5mol,浓度是0.5mol·L-1,氢气的物质的量是其2倍,为1 mol·L-1,生成甲醇的物质的量是5mol,浓度是0.5 mol·L-1,所以平衡常数K=1;设B状态时容器的体积是VL,B状态时CO的转化率是0.8,则平衡时,CO的物质的量是10mol×(1-0.8)=2mol,浓度为mol·L-1,氢气的物质的量是mol·L-1,生成甲醇的物质的量是8mol,浓度是mol·L-1,,解得V=2。 ④使用催化剂可加快反应速率,缩短到达平衡的时间,但平衡状态不会改变,投料比一定时,是否使用催化剂不影响CO2的转化率,所以相同投料比时CO2的转化率相等,即两种情况下CO2的转化率随投料比的变化曲线重合,图像见答案。 ⑤从图3中可看出温度越低、压强越大CO的转化率越高,当在1.3×104Pa下,CO的转化率已较高,再增大压强,CO的转化率提高不大,生产成本增加,得不偿失。 【考点定位】本题主要是考查化学平衡状态的判断,盖斯定律的应用,对图像的分析判断。 【名师点晴】化学平衡图像题的解题技巧 (1)紧扣特征,弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热,体积增大、减小还是不变,有无固体、纯液体物质参与反应等。 (2)先拐先平,在含量(转化率)—时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 (3)定一议二,当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。 (4)三步分析法,一看反应速率是增大还是减小;二看v正、v逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。  
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部分弱酸的电离平衡常数如表:

弱酸

HCOOH

HNO2

H2S

H2SO3

H2C2O4

电离平

衡常数

25℃)

K=1.8×104

K=5.1×104

K1=9.1×108

K2=1.1×1012

K1=1.23×102

K2=6.6×108

K1=5.4×102

K2=5.4×105

1)请写出HNO2的电离方程式                                          

2)上表的5种酸进行比较,酸性最弱的是:_______________HCOOS2HSO3 3种离子中,最难结合H+的是         

3)在浓度均为0.1mol/LHCOOHH2C2O4混合溶液中,逐渐滴入0.1mol/LNaOH溶液,被OH先后消耗的酸及酸式酸根依次是:_______________________

4)已知HNO2具有强氧化性,弱还原性。将HNO2溶液滴加到H2S溶液中,同时有沉淀和无色气体生成,该气体遇空气立即变为红棕色,试写出两酸之间的化学反应方程式:__________________

5)下列离子方程式书写正确的是            

AHNO2 + HS == NO2+ H2S↑

B2HCOOH+SO32— == 2HCOO+H2O+SO2

CH2SO3+2HCOO == 2HCOOH+SO32—

DH2SO3+ SO3 2— == 2HSO3

EH2C2O4+ NO2== HC2O4+ HNO2

6已知HX为一元弱酸。某混合溶液中含有4mol NaX2mol Na2CO31mol NaHCO3。往溶液中通入3mol CO2气体,充分反应后,气体全部被吸收,计算某些物质的量:

Na2CO3          _NaHCO3      

 

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滴定实验是化学学科中重要的定量实验。 请回答下列问题:

1)酸碱中和滴定——用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列操作造成测定结果偏高的是______(填选项字母)

A、滴定终点读数时,俯视滴定管刻度,其他操作正确。

B、盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用未知液润洗

C、酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗

D、滴定前,滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失

2)氧化还原滴定——取草酸溶液置于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用浓度为0.1mol·L1的高锰酸钾溶液滴定,发生的反应为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O。表格中记录了实验数据:

滴定次数

待测液体积(mL)

标准KMnO4溶液体积(mL)

滴定前读数

滴定后读数

第一次

25.00

0.50

20.40

第二次

25.00

3.00

23.00

第三次

25.00

4.00

24.10

滴定时,KMnO4溶液应装在            (”)式滴定管中,滴定终点时滴定现象是        

②该草酸溶液的物质的量浓度为_____________

3)沉淀滴定――滴定剂和被滴定物的生成物比滴定剂与指示剂的生成物更难溶。参考下表中的数据,若用AgNO3滴定NaSCN溶液,可选用的指示剂是            (填选项字母)

难溶物

AgCl

AgBr

AgCN

Ag2CrO4

AgSCN

颜色

浅黄

砖红

Ksp

1.77×1010

5.35×1013

1.21×1016

1.12×1012

1.0×1012

ANaCl     BNaBr     CNaCN    DNa2CrO4

 

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下表是不同温度下水的离子积常数:

温度/

25

T2

水的离子积常数

1×1014

1×1012

试回答以下问题:

1T2℃时,将pH11的苛性钠溶液V1 LpH1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH2,则V1V2__________。此溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是________________                 ____

225℃时,用0.01mol/LNaOH溶液滴定0.02mol/L 的硫酸,中和后加蒸馏水稀释到5mL,若滴定时终点判断有误差;①多加了1NaOH溶液②少加1NaOH溶液(设1滴为0.05mL),则①和②溶液中cOH)之比是          

325℃时,0.1mol/LNaHCO3溶液的pH8,同浓度的NaAlO2溶液的pH11。将两种溶液等体积混合,可能发生的现象____________________________________,其主要原因是(用离子方程式表示)                                 

4)已知25℃时:

难溶物

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Zn(OH)2

Ksp

8.0×1016

8.0×1038

1.0×1017

用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中,需去除少量杂质铁,其方法是:加稀硫酸和H2O2溶解。当加碱调节pH       时,铁刚好完全沉淀而锌开始沉淀(离子浓度小于1×105mol/L时,即可认为该离子沉淀完全;假定Zn2浓度为0.1mol/L)。若上述过程不加H2O2后果和原因是       。(lg2=0.3   lg3=0.48

 

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一定温度下,将0.1molAgCl固体加入1L 01mol·L1Na2CO3溶液中,充分搅拌(不考虑液体体积变化),已知:Ksp(AgCl)=2×1010Ksp(Ag2CO3)=1×1011,下列有关说法正确的是    

A、沉淀转化反应2AgCl(s)+ CO32(aq)满分5 manfen5.comAg2CO3(s)+2Cl(aq)的平衡常数为20mol·L1

B、约有2×105mol AgCl溶解

C、反应后溶液中的:c(Na+)c (CO32) c (Ag+)c (Cl) c (H+)

D、反应后溶液中的:c(Na+)+ c (Ag+)+ c (H+)=c (CO32)+ c (HCO3)+ c (Cl) +c (OH)

 

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我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值,但出土的青铜器大多受到环境腐蚀,故对其进行修复和防护具有重要意义。图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。下列说法不正确的是( 

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A、腐蚀过程中,负极是a

B、正极反应是 O2 + 4e +2H2O = 4OH

C、若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为0.224L(标准状况)

D、环境中的Cl扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为2Cu2+3OH+Cl=Cu2(OH)3Cl↓

 

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