高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)(正反应是吸热反应),其平衡常数可表示为K= ,已知1100℃时K=0.263
(1)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值________ ;平衡常数K值___________ (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025mol·L﹣1、c(CO)=0.1mol·L﹣1,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态_________ (选填“是”或“否”),此时,化学反应速率是υ(正)_______ υ(逆)(选填“大于”“小于”或“等于”),其原因是____________ 。
(3)能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的绿色能源之一。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.0 kJ/mol
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-129.0 kJ/mol
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式__________ 。
(1)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值
(2)1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025mol·L﹣1、c(CO)=0.1mol·L﹣1,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态
(3)能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的绿色能源之一。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.0 kJ/mol
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-129.0 kJ/mol
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式
更新时间:2019-01-16 08:08:50
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【推荐1】H2S、SO2是严重危害环境的气体,多种方法可减少H2S、SO2的排放并加以资源利用。
⑴H2S与CO2反应发生如下反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g) ΔH
相关的化学键键能数据如下表:
由此计算ΔH=_____ kJ·mol-1。
⑵氨水可以脱除烟气中的SO2。氨水脱硫的相关热化学方程式如下:
2NH3(g)+H2O(l)+SO2(g) = (NH4)2SO3(aq) ΔH= a kJ·mol−1
(NH4)2SO3(aq)+H2O(l)+SO2(g) = 2NH4HSO3(aq) ΔH=b kJ·mol−1
2(NH4)2SO3(aq)+O2(g) = 2(NH4)2SO4(aq) ΔH=c kJ·mol−1
反应NH3(g)+NH4HSO3(aq)+O2(g) = (NH4)2SO4(aq) 的ΔH=_____ kJ·mol−1。
⑶高温下CO可将SO2还原成硫蒸气,反应体系中各组分的物质的量与反应时间的关系如图所示。写出该反应的化学方程式:_____ 。
⑷用NaOH吸收SO2后,所得NaHSO3溶液经电解后可制取Na2S2O4溶液,反应装置如甲所示。电解时的阴极反应式为_____ 。
⑸20世纪80年代Townley首次提出利用电化学膜脱除烟气中SO2的技术:将烟气预氧化使SO2转化为SO3,再将预氧化后的烟气利用如图乙所示。阳极的电极反应式为_____ 。
⑴H2S与CO2反应发生如下反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g) ΔH
相关的化学键键能数据如下表:
化学键 | C=O(CO2) | C=O(COS) | C=S | H-O | H-S |
E/(kJ·mol-1) | 803 | 742 | 577 | 465 | 339 |
由此计算ΔH=
⑵氨水可以脱除烟气中的SO2。氨水脱硫的相关热化学方程式如下:
2NH3(g)+H2O(l)+SO2(g) = (NH4)2SO3(aq) ΔH= a kJ·mol−1
(NH4)2SO3(aq)+H2O(l)+SO2(g) = 2NH4HSO3(aq) ΔH=b kJ·mol−1
2(NH4)2SO3(aq)+O2(g) = 2(NH4)2SO4(aq) ΔH=c kJ·mol−1
反应NH3(g)+NH4HSO3(aq)+O2(g) = (NH4)2SO4(aq) 的ΔH=
⑶高温下CO可将SO2还原成硫蒸气,反应体系中各组分的物质的量与反应时间的关系如图所示。写出该反应的化学方程式:
⑷用NaOH吸收SO2后,所得NaHSO3溶液经电解后可制取Na2S2O4溶液,反应装置如甲所示。电解时的阴极反应式为
⑸20世纪80年代Townley首次提出利用电化学膜脱除烟气中SO2的技术:将烟气预氧化使SO2转化为SO3,再将预氧化后的烟气利用如图乙所示。阳极的电极反应式为
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【推荐2】按要求完成下列问题。
(1)某反应过程中的能量变化如下图所示:
①该反应的ΔH___________ (填“>”或“<”)0。
②加入催化剂,b___________ (填“增大”“减小”或“不变”,下同),ΔH___________ 。
③该反应的热化学方程式为___________ 。
(2)已知:①2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) ΔH=-702.2kJ·mol-1
②2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) ΔH=-181.4kJ·mol-1,
则Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l) ΔH=___________ kJ·mol-1。
(3)已知:①H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH=+241.8KJ/mol
②C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5KJ/mol
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5KJ/mol
则表示C的燃烧热的热化学方程式为___________ ;10gH2完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为___________ kJ。
(1)某反应过程中的能量变化如下图所示:
①该反应的ΔH
②加入催化剂,b
③该反应的热化学方程式为
(2)已知:①2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) ΔH=-702.2kJ·mol-1
②2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) ΔH=-181.4kJ·mol-1,
则Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l) ΔH=
(3)已知:①H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH=+241.8KJ/mol
②C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5KJ/mol
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5KJ/mol
则表示C的燃烧热的热化学方程式为
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解题方法
【推荐1】已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
回答下列问题:
(1) 830℃时,向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1,则6s时c(A)=________ mol·L-1, C的物质的量为______ mol;此时,正反应速率_____________ (填“大于”、“小于”或“等于”)逆反应速率。
(2)在恒容密闭容器中判断该反应是否达到平衡的依据为________ (填正确选项前的字母):
a.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变
c. c(A)不随时间改变 d.单位时间里生成C和D的物质的量相等
(3)1200℃时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为___________________ 。
(4)绝热容器不与外界交换能量,在恒容绝热条件下,进行2M(g)+N(g)2P(g)+Q(s)反应,按下表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高,简述该反应的平衡常数与温度的变化关系:______________________________________________________________ 。
温度/℃ | 700 | 900 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常数 | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
回答下列问题:
(1) 830℃时,向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1,则6s时c(A)=
(2)在恒容密闭容器中判断该反应是否达到平衡的依据为
a.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变
c. c(A)不随时间改变 d.单位时间里生成C和D的物质的量相等
(3)1200℃时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为
(4)绝热容器不与外界交换能量,在恒容绝热条件下,进行2M(g)+N(g)2P(g)+Q(s)反应,按下表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高,简述该反应的平衡常数与温度的变化关系:
物 质 | M | N | P | Q |
起始投料/mol | 2 | 1 | 2 | 0 |
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【推荐2】高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)
已知该反应在不同温度下的平衡常数如表所示:
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=____ ,ΔH____ (填“>”“<”或“=”)0.
(2)在一个容积为10 L的密闭容器中,1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10 min后达到平衡.求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=____ 、CO的平衡转化率=____ .
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是____ .
A.减少Fe的量 B.增加Fe2O3的量 C.移出部分CO2
D.提高反应温度 E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂
(4)1000℃时,某时刻CO2和CO的物质的量浓度分别为0.2mol·L-1和0.1mol·L-1,则此时反应是否达到平衡_____ (填“是”或“否”),V(正)_____ V(逆)(填“>”“<”或“=”)
已知该反应在不同温度下的平衡常数如表所示:
温度/℃ | 1 000 | 1 150 | 1 300 |
平衡常数 | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=
(2)在一个容积为10 L的密闭容器中,1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10 min后达到平衡.求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是
A.减少Fe的量 B.增加Fe2O3的量 C.移出部分CO2
D.提高反应温度 E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂
(4)1000℃时,某时刻CO2和CO的物质的量浓度分别为0.2mol·L-1和0.1mol·L-1,则此时反应是否达到平衡
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解题方法
【推荐3】(1)在配制氯化铁溶液时,为了防止发生水解,可以加入少量的________________ 。
(2)氯化铝溶液具有净水的作用,原因是(用离子方程式表示):_______________ 。
(3)已知CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g),在800℃时,该反应的化学平衡常数K=1.0,某时刻在一密闭容器中含1.0molCO、1.2mol H2O、0.75molCO2、2mol H2 ,则上述条件下此反应v正________ v逆(填“>”“<”或“=”)。
(4)将25℃下pH=12的NaOH溶液a L与pH=1的HCl溶液b L混合。若所得混合液为中性,则a:b=_____________________ 。
(5)有物质的量浓度相同的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液:若三种溶液c(H+)依次为C1、C2、C3,则它们的大小关系为______________
(6)常温下,已知Ksp[M(OH)3] =1.0×10-38,要使溶液中的M3+降至10-5mol/L,则应调节溶液pH=________ 。
(2)氯化铝溶液具有净水的作用,原因是(用离子方程式表示):
(3)已知CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g),在800℃时,该反应的化学平衡常数K=1.0,某时刻在一密闭容器中含1.0molCO、1.2mol H2O、0.75molCO2、2mol H2 ,则上述条件下此反应v正
(4)将25℃下pH=12的NaOH溶液a L与pH=1的HCl溶液b L混合。若所得混合液为中性,则a:b=
(5)有物质的量浓度相同的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液:若三种溶液c(H+)依次为C1、C2、C3,则它们的大小关系为
(6)常温下,已知Ksp[M(OH)3] =1.0×10-38,要使溶液中的M3+降至10-5mol/L,则应调节溶液pH=
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解题方法
【推荐1】随着科学技术发展和环保要求的不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点。
(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及反应的化学方程式为:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。已知H2的体积分数随温度的升高而增加。若温度从300℃升到400℃,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的变化(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质的平衡浓度如下表:
a、b、x、y与m、n、p、q之间的关系式为___________ 。
(3)恒温条件下,该反应一定达到化学平衡状态的依据是___________ (填字母)。
a、c(CO2)=c(CH4) b、容器中的压强不变
c、K不变 d、c(H2)保持不变
e、v正(H2)=4v正(CO2) f、混合气体平均摩尔质量不变
(4)若某温度下,平衡时各物质的浓度符合下列关系:c(CO2)·c4(H2)=c(CH4)·c2(H2O),在此温度下,若某容器中含有1.2molCO2、2molH2、0.6molCH4、2molH2O,则此时反应所处的状态为_______ (填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”、“平衡状态”或“无法判断”)。
(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及反应的化学方程式为:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。已知H2的体积分数随温度的升高而增加。若温度从300℃升到400℃,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的变化(选填“增大”“减小”或“不变”)。
v(正) | v(逆) | 平衡常数(K) | CO2转化率(α) |
平衡时浓度 | CO2/(mol·L-1) | H2/(mol·L-1) | CH4/(mol·L-1) | H2O/(mol·L-1) |
平衡Ⅰ | a | b | x | y |
平衡Ⅱ | m | n | p | q |
(3)恒温条件下,该反应一定达到化学平衡状态的依据是
a、c(CO2)=c(CH4) b、容器中的压强不变
c、K不变 d、c(H2)保持不变
e、v正(H2)=4v正(CO2) f、混合气体平均摩尔质量不变
(4)若某温度下,平衡时各物质的浓度符合下列关系:c(CO2)·c4(H2)=c(CH4)·c2(H2O),在此温度下,若某容器中含有1.2molCO2、2molH2、0.6molCH4、2molH2O,则此时反应所处的状态为
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【推荐2】用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0
恒压下,CO2和H2的起始物质的量比为1∶3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出H2O。
(1)甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为___________ 。
(2)P点甲醇产率高于T点的原因为___________ 。
(3)根据上图,在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为___________ ℃。
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0
恒压下,CO2和H2的起始物质的量比为1∶3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出H2O。
(1)甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为
(2)P点甲醇产率高于T点的原因为
(3)根据上图,在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为
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【推荐3】(Ⅰ).下列平衡体系均有颜色。改变条件后,平衡怎样移动?(选填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)颜色怎样变化?(选填“变深”“变浅”或“不变”)
(1)FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl:加少许KCl固体:平衡
(2)2NO2N2O4 ΔH<0:迅速加压:平衡
(3)2HIH2+I2(g) ΔH>0:加压:平衡
(Ⅱ) .对于反应x A(g)+y B(g)p C(g)+q D(g),压强与温度对C的质量分数的影响如图:
(4)若m、n表示不同温度,则m
(5)若m、n表示不同压强,则m
(6)b曲线的OG段比a曲线的OH段陡的原因是
(7)a曲线的HE段高于b曲线的GF段的原因是
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