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5.二氧化碳是引起“溫室效應(yīng)”的主要物質(zhì),節(jié)能減排、高效利用能源能夠減少二氧化碳的排放.
(1)在一定溫度下的2L固定容積的密閉容器中,通入2mol CO2和3mol H2,發(fā)生的反應(yīng)為:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ•mol-1(a>0),測(cè)得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖1所示.
①能說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是A.
A.CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變.
B.混合氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化.
C.單位時(shí)間內(nèi)每消耗1.2mol H2,同時(shí)生成0.4molH2O.
D.反應(yīng)中H2O與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1:1,且保持不變.
②下列措施中能使$\frac{n(C{H}_{3}OH)}{n(C{O}_{2})}$ 增大的是CD  (選填編號(hào)).
A.升高溫度   B.恒溫恒容下充入He(g)    C.將H2O(g)從體系中分離   D.恒溫恒容再充入2mol CO2和3mol H2
③計(jì)算該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.20.若改變條件C(填選項(xiàng)),可使K=1.
A.增大壓強(qiáng)      B.增大反應(yīng)物濃度     C.降低溫度D.升高溫度      E.加入催化劑
(2)某甲醇燃料電池原理如圖2所示.
①M(fèi)區(qū)發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
②用上述電池做電源,用如圖3裝置電解飽和食鹽水(電極均為惰性電極),則該電解反應(yīng)的總反應(yīng)的離子方程式為2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2OH-
假設(shè)溶液體積為300mL,當(dāng)溶液的pH值變?yōu)?3時(shí)(在常溫下測(cè)定),理論上消耗甲醇的質(zhì)量為0.16g(忽略溶液體積變化).

分析 (1)①化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,且不等于0,各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化,由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化,以此進(jìn)行判斷;
②要使$\frac{n(C{H}_{3}OH)}{n(C{O}_{2})}$ 增大,則根據(jù)反應(yīng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)即可;
③根據(jù)圖象數(shù)據(jù)結(jié)合平衡常數(shù)K的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)K僅與溫度有關(guān)及反應(yīng)為放熱來判斷改變條件;
(2)①首先根據(jù)氫離子的移動(dòng)方向來確定正負(fù)極,然后根據(jù)原電池原理書寫電極反應(yīng)式; 
②整個(gè)電路中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目相等,可以根據(jù)電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目相同來列出已知物質(zhì)和未知物質(zhì)之間關(guān)系式,然后通過關(guān)系來求解;

解答 解:(1)①A.CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變,則能說明達(dá)到平衡狀態(tài),故A正確;
B.密度=$\frac{總質(zhì)量}{體積}$,總質(zhì)量一定,體積一定,故密度一定,故混合氣體的密質(zhì)不再發(fā)生改變不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;
C.單位時(shí)間內(nèi)每消耗1.2mol H2,同時(shí)生成0.4molH2O,不能體現(xiàn)正逆反應(yīng),故不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),故C錯(cuò)誤;
D.H2O與CH3OH都是產(chǎn)物,并且按照1:1的比例生成,所以H2O與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比一直為1:1,不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),故D錯(cuò)誤;
故選A;
②要使$\frac{n(C{H}_{3}OH)}{n(C{O}_{2})}$增大,則根據(jù)反應(yīng),
A.升高溫度,平衡逆向移動(dòng),所以$\frac{n(C{H}_{3}OH)}{n(C{O}_{2})}$減小,故A錯(cuò)誤;
B.恒溫恒容下充入He(g),平衡不移動(dòng),所以$\frac{n(C{H}_{3}OH)}{n(C{O}_{2})}$不變,故B錯(cuò)誤;
C.將H2O(g)從體系中分離,平衡正向移動(dòng),所以$\frac{n(C{H}_{3}OH)}{n(C{O}_{2})}$增大,故C正確;
D.恒溫恒容再充入2mol CO2和3mol H2,等效于開始加入4molCO2和6molH2,壓強(qiáng)增大,平衡正向移動(dòng),所以$\frac{n(C{H}_{3}OH)}{n(C{O}_{2})}$增大,故D正確;
故選:CD;
③由圖象數(shù)據(jù)CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)得
   開始濃度:1       1.5        0        0
  轉(zhuǎn)化濃度:0.25     0.75       0.25    0.25 
  平衡濃度:0.75     0.75       0.25    0.25 
所以K=$\frac{0.25×0.25}{0.75×0.7{5}^{3}}$=0.20,則要使K=1,又反應(yīng)放熱所以降低溫度使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),故答案為:0.20;C;
(2)①M(fèi)區(qū)是質(zhì)子流出的一極,應(yīng)是原電池的負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
故答案為:CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
②用惰性電極,電解飽和食鹽水總的電極反應(yīng)式為2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2OH-
pH值變?yōu)?3時(shí),pOH=1,c(OH-)=0.1mol/L,n(OH-)=0.1mol/L×0.3L=0.03mol,由方程式CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2OH-可知
 CH3OH~6e-~6OH-
 32g        6mol
m(CH3OH)  0.03mol
則m(CH3OH)=32g×0.03mol÷6mol=0.16g,
故答案為:2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2OH-;0.16g;

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡的有關(guān)知識(shí),電極反應(yīng)式的書寫等,綜合性強(qiáng),但難度不大.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.已知丙酮[CH3COCH3]鍵線式可表示為,根據(jù)鍵線式回答下列問題:
(1)  分子式:C5H9O2,結(jié)構(gòu)簡式:CH2=CH(CH3)COOCH3
(2)寫出乙烯分子的電子式:
(3)有機(jī)物(CH32CHCH(C2H5)CH=CH2的名是4-甲基-3-乙基-1-戊烯.
(4)寫出甲苯制TNT化學(xué)方程式+3HNO3$→_{△}^{濃硫酸}$+3H2O.
(5)的一氯取代物有2種,的二氯取代物有7種.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.下表所列各組第I欄中的化學(xué)反應(yīng)與第Ⅱ欄中的化學(xué)反應(yīng)都可以用第Ⅲ欄中的離子方程式表示的是(  )
選項(xiàng)第I欄第Ⅱ欄第Ⅲ欄
A往少量NaOH溶液中投入鋁片往過量NaOH溶液中投入鋁片Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2
B往Fe2(SO43溶液中滴入氫氧化鈉溶液往Fe2(SO43溶液中滴入氫氧化鋇溶液Fe3++3OH-═Fe(OH)3
CNaHCO3溶液滴入Ca(OH)2溶液NaHCO3溶液滴入NaOH溶液OH-+HCO3-═CO32-+H2O
D往NaOH溶液中通入過量CO2氣體往NaOH溶液中通入少量CO2氣體CO2+OH-═HCO3-
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.能夠證明甲烷分子空間結(jié)構(gòu)為正四面體的事實(shí)是(  )
A.碳?xì)滏I的鍵能相等B.甲烷的二氯代物的結(jié)構(gòu)只一種
C.四個(gè)碳?xì)滏I的鍵長相等D.甲烷的一氯代物只有一種

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

20.根據(jù)下列操作及現(xiàn)象,所得結(jié)論正確的是(  )
序號(hào)操作及現(xiàn)象結(jié)論
A將0.1 mol•L-1氨水稀釋成0.01 mol•L-1,測(cè)得
pH由11.1變成 10.6
稀釋后NH3•H2O的電離程度減小
B常溫下,測(cè)得飽和Na2CO3溶液的pH大于
飽和NaHCO3溶液
常溫下水解程度:
CO32->HCO3-
C向25 mL冷水和沸水中分別滴入5滴FeCl3飽和溶液,前者為黃色,后者為紅褐色溫度升高,F(xiàn)e3+的水解程度增大
D溴乙烷與NaOH乙醇溶液共熱產(chǎn)生的氣體
通入KMnO4酸性溶液中,溶液褪色
產(chǎn)生的氣體為乙烯
A.AB.BC.CD.D

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10.添加塑化劑可改善白酒等飲料的口感,但不應(yīng)超過規(guī)定的限量.DBP是一種酯類塑化劑,可由下列路線合成:

已知以下信息:

(-R1、-R2表示氫原子或烴基)
(1)A的結(jié)構(gòu)簡式,D的結(jié)構(gòu)簡式是CH3CH=CHCHO,D→E的反應(yīng)類型加成(還原)反應(yīng);
(2)D和H2 1:1反應(yīng)生成E,則E官能團(tuán)名稱為碳碳雙鍵、羥基,DBP的分子式為C16H18O4
(3)由B和E以物質(zhì)的量比1:2合成DBP的化學(xué)方程式:
(4)寫出2種同時(shí)符合下列條件的B的分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式
①能和NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2  
③能使FeC13溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)          
④苯環(huán)上含碳基團(tuán)處于對(duì)位
(5)寫出B與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)的方程式

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

17.聚乙烯塑料在生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用.工業(yè)上,由乙苯和二氧化碳催化脫氫可制備苯乙烯,化學(xué)方程式如圖1:

請(qǐng)回答下列問題:
(1)苯乙烯在一定條件下合成聚苯乙烯的化學(xué)方程式為.立方烷(C8H8)的鍵線式結(jié)構(gòu)如圖2所示,它和苯乙烯的關(guān)系是同分異構(gòu)體(填“同位素”、“同素異形體”、“同分異構(gòu)體”或“同系物”).
(2)乙苯在二氧化碳?xì)夥罩蟹謨刹椒磻?yīng):
△H1=+117.6kJ•mol-1
②H2(g)+CO2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=-41.2kJ•mol-1
由乙苯與CO2制苯乙烯反應(yīng)的△H=+76.4KJ/mol.該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是A(填序號(hào)).
A.較高溫度下自發(fā)  B.較低溫度下自發(fā)
C.任何溫度下不自發(fā)  D.任何溫度下自發(fā)
(3)以熔融碳酸鹽(MCO3)為電解質(zhì),一氧化碳-空氣燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為CO-2e-+CO32-=2CO2.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L氧氣參與反應(yīng),理論上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA
(4)溫度為T1時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.5.在2L的密閉容器中加入乙苯和二氧化碳,反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得混合物各組分的物質(zhì)的量均為1.0mol.
①該時(shí)刻上述化學(xué)反應(yīng)中CO2的v=v(填“>”、“<”或“=”).
②下列情況不能說明上述反應(yīng)在該條件下達(dá)到平衡狀態(tài)的是B(填序號(hào)).
A.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
B.混合氣體的密度不變
C.CO的正、逆反應(yīng)速率相等.

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14.四種短周期元素在周期表中的相對(duì)位置如下所示,其中Z元素原子核外電子總數(shù)是其最外層電子數(shù)的3倍.
請(qǐng)回答下列問題:
(1)元素Z位于周期表中的位置第三周期第VA族
(2)這些元素的氫化物中,水溶液堿性最強(qiáng)的是NH3(填寫化學(xué)式,下同);X、Y、Z三種元素的最高價(jià)氧化對(duì)應(yīng)水化物中酸性由強(qiáng)到弱依次為HNO3>H3PO4>H2CO3
(3)Y的氣態(tài)氫化物和其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物相互反應(yīng)的離子方程式為;NH3+H+=NH4+
(4)W和Y形成的一種二元化合物具有色溫效應(yīng),其相對(duì)分子質(zhì)量在170~190之間,且W的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為70%.該化合物的化學(xué)式為S4N4
(5)寫出Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的濃溶液與X在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式C+4HNO3(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O,反應(yīng)中若轉(zhuǎn)移12mol電子,消耗的還原劑質(zhì)量為36g.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.飲料果醋中含有蘋果酸,蘋果酸經(jīng)聚合生成聚蘋果酸.已知:
(1)0.1mol蘋果酸與足量NaHCO3溶液反應(yīng)能產(chǎn)生4.48L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況);
(2)蘋果酸脫水生成能使溴水褪色的產(chǎn)物;
(3)

請(qǐng)回答:
(1)寫出B的結(jié)構(gòu)簡式HOOCCH2CH2COOH.
(2)E的核磁共振氫譜有三組峰,其峰面積比為1:2:2,E的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2CH2CH2CH2OH.
(3)寫出蘋果酸所含官能團(tuán)的名稱羥基、羧基,F(xiàn)轉(zhuǎn)化成蘋果酸可能發(fā)生的反應(yīng)類型氧化反應(yīng)、取代反應(yīng)或水解反應(yīng).
(4)寫出與蘋果酸具有相同官能團(tuán)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式
(5)寫出F與足量銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式OHCCH2CHClCHO+4Ag(NH32OH$\stackrel{△}{→}$NH4OOCCH2CHClCOONH4+4Ag↓+6NH3+2H2O.
(6)寫出C與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式HOOCCH2CHClCOOH+3NaOH$\stackrel{△}{→}$NaOOCCH2CH(OH)COONa+NaCl+2H2O.
(7)聚蘋果酸具有良好的生物相容性,可作為手術(shù)縫合線等材料應(yīng)用于生物醫(yī)藥和生物材料領(lǐng)域.其在生物體內(nèi)水解的化學(xué)方程式

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