【題目】煤的氣化和液化是現(xiàn)代能源工業(yè)中重點考慮的綜合利用技術(shù)。最常見的氣化方法是用煤作原料生產(chǎn)水煤氣,而比較流行的液化方法是煤在催化劑等條件下生產(chǎn)CH3OH。
已知制備甲醇的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)如下:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-90.8 kJmol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H2=-412 kJmol-1
③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H3
I.回答下列問題:
(1)欲提高甲醇的產(chǎn)率,可以采取的措施有______(填字母序號)。
A.升高溫度
B.增大壓強
C.降低溫度
D.降低壓強
(2)提高甲醇反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是______。
(3)保持溫度和容積不變,下列描述能說明反應(yīng)③達到平衡狀態(tài)的是______(填字母序號)。
A.v(CO):v(H2):v(CH3OH)=1:2:1
B.混合氣體的壓強不再隨時間的變化而變化
C.單位時間內(nèi)斷裂2 mol H-H鍵,同時生成3mol C-H鍵
D.一段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率等于0
E.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
Ⅱ.在一密閉容器中投入1mol CO和2molH2發(fā)生反應(yīng)③,實驗測得平衡時甲醇的物質(zhì)的量隨溫度、壓強變化關(guān)系如圖1所示:
(1)壓強P1______P2(填“>”、“<“或”=”)。
(2)M、N兩點的化學(xué)反應(yīng)速率:vM______vN(填“>”、“<“或“=”)
(3)對于氣相反應(yīng),用某組分B的平衡壓強P(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù)(Kp),則M點時,平衡常數(shù)Kp=______(P1=5 MPa)。
(4)甲、乙兩個恒容密閉容器的體積相同,向甲中加入 1molCO和 2mol H2,向乙中加入2mol CO和4molH2,測得不同溫度下CO的平衡轉(zhuǎn)化率如圖2所示,則L、M兩點容器內(nèi)壓強:P(M)______2P(L),平衡常數(shù):K(M)______K(L)(填“>”、“>”或“=”)。
【答案】BC 合適的催化劑 BDE > > > <
【解析】
I.(1)首先根據(jù)蓋斯定律,寫出CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式,然后根據(jù)勒夏特列原理進行分析;
(2)提高甲醇反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是合適的催化劑;
(3)根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的定義進行分析;
II.(1)作等溫線,增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向進行,CH3OH的物質(zhì)的量增大,據(jù)此分析;
(2)利用壓強對反應(yīng)速率的影響進行分析;
(3)利用“三段式”法進行計算;
(4)平衡常數(shù)只受溫度的影響,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高,化學(xué)平衡常數(shù)越小;
I.(1)根據(jù)目標(biāo)反應(yīng)方程式,以及蓋斯定律,①+②得出△H3=(-90.8kJ·mol-1-412kJ·mol-1)=-502.8kJ·mol-1,
A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向進行,甲醇的產(chǎn)率降低,故A不符合題意;
B.根據(jù)反應(yīng)方程式,增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向進行,甲醇物質(zhì)的量增大,即產(chǎn)率增大,故B符合題意;
C.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向進行,甲醇物質(zhì)的量增大,即產(chǎn)率增大,故C符合題意;
D.降低壓強,平衡向逆反應(yīng)方向進行,甲醇物質(zhì)的量減少,產(chǎn)率降低,故D不符合題意;
故答案選BC;
(2)提高甲醇反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是選擇合適的催化劑;
(3) A.沒有指明反應(yīng)的方向,因此無法判斷是否達到平衡,故A不符合題意;
B.恒溫恒容下,反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不相等,因此當(dāng)壓強不再改變,說明反應(yīng)達到平衡,故B符合題意;
C.斷裂H-H鍵和生成C-H鍵,反應(yīng)都是向正反應(yīng)方向進行,因此單位時間內(nèi)斷裂2molH-H鍵,同時生成3molC-H鍵,不能說明反應(yīng)達到平衡,故C不符合題意;
D.當(dāng)達到平衡時,同種物質(zhì)消耗量和生成量相等,即一段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率等于0,故D符合題意;
E.根據(jù),組分都是氣體,所以氣體質(zhì)量不變,反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不相等,因此當(dāng)平均摩爾質(zhì)量不變時,說明反應(yīng)達到平衡,故E符合題意;
故答案選BDE;
II.(1)根據(jù)反應(yīng)方程式,增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,CH3OH物質(zhì)的量增多,根據(jù)圖像,作等溫線,P1對應(yīng)甲醇的物質(zhì)的量大于P2時的,因此P1>P2;
(2)M、N兩點溫度相等,M點的壓強大于N點壓強,壓強越大,反應(yīng)速率越快,v(M)>v(N);
(3)利用“三段式”進行分析,M點CH3OH物質(zhì)的量為0.25mol,因此有平衡常數(shù)Kp==;
(4)M點和L點,CO的轉(zhuǎn)化率相同,因為體積相同,且乙中氣體是甲中氣體的2倍,則相同溫度是P(M)=2P(L),M點溫度高,因此P(M)>2P(L);平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高反應(yīng)進行的限度越小,平衡常數(shù)越小,因此K(M)<K(L)。
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【題目】剛結(jié)束的兩會《政府工作報告》首次寫入“推動充電、加氫等設(shè)施的建設(shè)”。如圖是一種正負電極反應(yīng)均涉及氫氣的新型“全氫電池”,能量效率可達80%。下列說法中錯誤的是
A. 該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能
B. 離子交換膜允許H+和OH-通過
C. 負極為A,其電極反應(yīng)式是H2-2e- + 2OH- = 2H2O
D. 電池的總反應(yīng)為H+ + OH-H2O
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【題目】(1)基態(tài)溴原子的價層電子軌道排布圖為________。
(2)第四周期中,與溴原子未成對電子數(shù)相同的金屬元素有________種。
(3)某同學(xué)畫出基態(tài)碳原子的核外電子排布圖為,該電子排布圖違背了________。
(4)CaC2 中C22-與O22+互為等電子體。
①O22+的電子式可表示為______。
②CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與 NaCl 晶體的相似(如圖所示),但CaC2晶體中含有啞鈴形C22-的存在,使晶胞沿一個方向拉長。則CaC2晶體中1個Ca2+周圍距離最近的C22-數(shù)目為_____。
(5)磷化硼是一種耐磨涂料,它可用作金屬的表面保護層。
①磷化硼晶體晶胞如圖甲所示:己知晶胞邊長apm,阿伏加德羅常數(shù)為NA。則磷化硼晶體的密度(g/cm3)為________(寫出計算式即可)。
②圖甲中表示P原子,在圖乙(磷化硼晶胞沿著體對角線方向的投影)中用畫出P原子的投影位置。__________________________
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【題目】為證明醋酸是弱電解質(zhì),下列方法不正確的是( )
A.比較相同物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液和醋酸溶液恰好反應(yīng)完全時消耗兩溶液的體積
B.將1mLpH=3的醋酸溶液稀釋到100mL,測其pH小于5
C.比較濃度均為0.1mol·L-1鹽酸和醋酸溶液的導(dǎo)電能力
D.測定0.1mol·L-1醋酸溶液的PH
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【題目】下列關(guān)于各圖像的解釋或結(jié)論正確的是( )
A.由甲可知:熱化學(xué)方程式是H2(g)+O2(g)=H2O(g) H=-241.8kJ/mol
B.由乙可知:對于恒溫恒容條件下的反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g),A點為平衡狀態(tài)
C.由丙可知:相同pH的鹽酸和醋酸溶液分別加水稀釋,b點溶液的導(dǎo)電性比c點溶液的導(dǎo)電性強
D.由丁可知:同溫度、同物質(zhì)的量濃度的HA溶液與HB溶液相比,其pH前者小于后者
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【題目】碳是形成化合物種類最多的元素,其單質(zhì)及其化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì)。請回答下列問題:
(1)有機物M經(jīng)過太陽光光照可轉(zhuǎn)化成N,轉(zhuǎn)化過程如下:
ΔH=88.6 kJ/mol則M、N相比,較穩(wěn)定的是________。
(2)已知CH3OH(l)的燃燒熱為-726.5 kJ·mol-1,CH3OH(l)+1/2O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-a kJ·mol-1,則a________726.5(填“>”“<”或“=”)。
(3)使Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層,生成HCl和CO2,當(dāng)有1 mol Cl2參與反應(yīng)時釋放出145 kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_______________________________。
(4)火箭和導(dǎo)彈表面的薄層是耐高溫物質(zhì)。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煅燒,所得物質(zhì)可作耐高溫材料:4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)===2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1176 kJ·mol-1,則反應(yīng)過程中,每轉(zhuǎn)移1 mol電子放出的熱量為________。
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【題目】乙炔是一種重要的有機化工原料,以乙炔為原料在不同的反應(yīng)條件下可以轉(zhuǎn)化成以下化合物:
下列說法正確的是( )
A.正四面體烷的分子式為C4H8B.正四面體烷二氯取代產(chǎn)物有1種
C.環(huán)辛四烯核磁共振氫譜有2組峰D.環(huán)辛四烯與苯互為同系物
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【題目】鉑鈷合金是以鉑為基含鈷二元合金,在高溫下,鉑與鈷可無限互溶,其固體為面心立方晶格。鉑鈷合金磁性極強,磁穩(wěn)定性較高,耐化學(xué)腐蝕性很好,主要用于航天航空儀表、電子鐘表、磁控管等。氟及其化合物用途非常廣泛;卮鹣铝袉栴}:
(1)聚四氟乙烯是一種準(zhǔn)晶體,準(zhǔn)晶體是一種無平移周期序,但有嚴格準(zhǔn)周期位置序的獨特晶體,可通過____方法區(qū)分晶體準(zhǔn)晶體和非晶體。
(2)基態(tài)F原子的價層電子排布圖(軌道表達式)為______。
(3)[H2F]+[SbF6]-(氟銻酸)是一種超強酸,存在[H2F]+,該離子的空間構(gòu)型為______,與[H2F]+具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子和陰離子分別是______(各舉一例)。
(4)NH4F(氟化銨)可用于玻璃的蝕刻防腐劑、消毒劑。NH4+中中心原子的雜化類型是______;氟化銨中存在______(填字母)。
A.離子鍵B.σ鍵C.π鍵D.氫鍵
(5)SF6被廣泛用作高壓電氣設(shè)備的絕緣介質(zhì)。SF6是一種共價化合物,可通過類似于Born-Haber循環(huán)能量構(gòu)建能量圖計算相關(guān)鍵能。則F-F鍵的鍵能為______kJmol-1,S-F鍵的鍵能為______kJmol-1。
(6)CuCl的熔點為426℃,熔化時幾乎不導(dǎo)電;CuF的熔點為908℃,密度為7.1gcm-3。
①CuF的熔點比CuCl的高,原因是______
②已知NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,CuF的晶胞結(jié)構(gòu)如圖(b)所示,則CuF的晶胞參數(shù)a=______nm(列出計算式)。
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【題目】下列事實中,不能用勒夏特列原理解釋的是
①Fe(SCN)3溶液中加入固體KSCN后顏色變深②向稀鹽酸中加入少量蒸餾水,鹽酸中氫離子濃度降低 ③實驗室常用排飽和食鹽水的方法收集氯氣 ④棕紅色NO2加壓后顏色先變深后變淺 ⑤加入催化劑有利于合成氨的反應(yīng) ⑥由H2(g)、I2(g)和HI(g)組成的平衡體系加壓后顏色變深 ⑦500℃時比室溫更有利于合成氨的反應(yīng) ⑧將混合氣體中的氨液化有利于合成氨反應(yīng)
A. ①②⑥⑧B. ①③⑤⑦C. ②⑤⑥⑦D. ②③⑦⑧
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