【題目】由煤制合成氣(組成為H2、CO和CO2)制備甲醇或二甲醚是我國保障能源安全戰(zhàn)略的重要措施。
(1)以澄清石灰水、無水硫酸銅、濃硫酸、灼熱氧化銅為試劑檢驗(yàn)合成氣中含有H2、CO和CO2三種氣體,所選用試劑及使用順序?yàn)?/span>_______________________。
(2)制備甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)主要過程包括以下四個(gè)反應(yīng):
①由H2 和CO可直接制備二甲醚:2CO(g)+ 4H2(g)==CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=_____________。
分析上述反應(yīng)(均可逆),二甲醚合成反應(yīng)對于CO轉(zhuǎn)化率的影響是_____________(填“增大”“ 減小”或“無影響”),其理由是______________________。
②有研究者用Cu -Zn –Al和Al2O3作催化劑。在壓強(qiáng)為5.0Mpa的條件下,由合成氣[=2]直接副備二甲醚,結(jié)果如圖所示。
290℃時(shí)二甲醚的選擇性(選擇性=×100% 10)為97.8%,則290 ℃時(shí)二甲醚的產(chǎn)率為_______________________。
(3)在一個(gè)固定容積的密閉容器中,發(fā)生水煤氣變換反應(yīng)。
①下列各項(xiàng)能判斷該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________________(填字母)。
a.容器中壓強(qiáng)不變 b. ΔH不變 c.V正(H2 )=v逆(CO) d.CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變
②溫度為850℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1,反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度變化如下表:
時(shí)間/min | CO | H2O | CO2 | H2 |
0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
3 | c1 | c2 | c3 | c4 |
4 | c1 | c2 | c3 | c4 |
5 | 0.065 | 0.21 | 0.125 |
0~4 min時(shí),H2O(g)的轉(zhuǎn)化率=______。表中4~5 min之間數(shù)值發(fā)生變化,可能的原因是___________
(填字母)。
a增加水蒸氣 b.降低溫度 c.使用催化劑 d.增加氫氣濃度
【答案】 澄清石灰水→濃硫酸→灼熱氧化銅→硫酸銅→澄清石灰水 -204.7KJ·mol-1 增大 甲醇的量減小,水蒸氣的量增大,平衡正向移動(dòng) 78.24% cd 40% a
【解析】(1)以澄清石灰水無水硫酸銅、濃硫酸、灼熱氧化銅為試劑檢驗(yàn)合成氣中含有H2、CO和CO2三種氣體,首先用澄清石灰變渾濁檢驗(yàn)CO2,再用濃硫酸干燥混合氣體,干燥后的氣體在通入灼熱氧化銅,用無水硫酸銅變藍(lán)檢驗(yàn)是否生成水,檢驗(yàn)H2,再把出來的氣體再通入澄清石灰水是否變渾濁,檢驗(yàn)CO。結(jié)合上述分析所選用試劑及使用順序?yàn)椋撼吻迨宜鷿饬蛩帷茻嵫趸~→水硫酸銅→澄清石灰水。
(1)①CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1=-90.1kJ·mol-1
④2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ·mol-1依據(jù)蓋斯定律①×2+④得到:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3+H2O(g)△H=-204.7kJ·mol-1;二甲醚合成反應(yīng)④對于CO轉(zhuǎn)化率的影響,消耗甲醇,促進(jìn)甲醇合成反應(yīng)①CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)平衡右移,CO轉(zhuǎn)化率增大。本題答案:-204.7KJ·mol-1 增大. 甲醇的量減小,水蒸氣的量增大,平衡正向移動(dòng) 。
②290℃時(shí)CO轉(zhuǎn)化率為80%,二甲醚的選擇性(選擇性=×100% 10)為97.8%,則290 ℃時(shí)二甲醚的產(chǎn)率為80%97.8%=78.24%。本題正確答案: 78.24%。
(3)①由CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),a、反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和相等,因此壓強(qiáng)不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故a錯(cuò)誤;b、△H只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān),因此△H始終不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故b錯(cuò)誤;c、用不同物質(zhì)反應(yīng)速率判斷達(dá)到化學(xué)平衡,要求反應(yīng)方向是一正一逆,且反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,v正(H2)說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,v逆(CO)說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,兩者之比等于1:1,說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故c正確;d、根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的定義,當(dāng)組分的濃度不再改變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故d正確;本題正確答案:c d。
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始:0.2 0.3 0 0
變化:x x x x
平衡:0.2-x 0.3-x x x
根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式,K=c(CO2)×c(H2)/[c(CO)×c(H2O)]=x2/[(0.2-x)×(0.3-x)]=1,解得x=0.12,則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為0.12/0.3×100%=40%;
CO的濃度降低,而水蒸氣的濃度增大,說明增加水蒸氣的量,故選項(xiàng)a正確。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在300mL的密閉容器中,放入鎳粉并充入一定量的CO氣體,一定條件下發(fā)生反應(yīng):
Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知該反應(yīng)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表:
溫度/℃ | 25 | 80 | 230 |
平衡常數(shù) | 5×104 | 2 | 1.9×10-5 |
下列說法不正確的是
A. 上述生成Ni(CO)4(g)的反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B. 在80℃時(shí),測得某時(shí)刻,Ni(CO)4、CO濃度均為0.5mol/L,則此時(shí)V(正)>V(逆)
C. 25℃時(shí)反應(yīng)Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常數(shù)為2×10-5 (mol·L-1)3
D. 80℃達(dá)到平衡時(shí),測得n(CO)=0.3mol,則Ni(CO)4的平衡濃度2 mol/L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在盛有KI溶液的試管中,滴入氯水充分反應(yīng)后,再加四氯化碳振蕩,靜置后觀察到的現(xiàn)象是 ( )
A.上層紫紅色,下層接近無色
B.均勻、透明、紫紅色
C.均勻、透明、無色
D.上層接近無色,下層紫紅色
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法錯(cuò)誤的是( )
A. NaCl===Na++Cl-、NH3·H2ONH4++OH-均屬于電離方程式
B. 向溶液中滴加鹽酸酸化過的BaCl2溶液,出現(xiàn)白色沉淀說明該溶液中一定有SO42-
C. Ba2++SO42-===BaSO4↓、HCO3-+OH-===CO32-+H2O均可表示一類反應(yīng)
D. Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O、3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3+3H2O,Cl2和S在反應(yīng)中既做氧化劑又做還原劑
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)的變化過程中,沒有化學(xué)鍵斷裂的是( )
A.HCl溶解于水B.NaCl晶體的熔化
C.干冰升華D.氯化銨的受熱分解
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知25℃時(shí)有關(guān)弱酸的電離平衡常數(shù):
弱酸化學(xué)式 | HSCN | CH3COOH | HCN | H2CO3 |
電離平衡常數(shù) | 1.3×10-1 | 1.8×10-5 | 4.9×10-10 | K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11 |
(1)等物質(zhì)的量濃度的a.CH3COONa、b.NaCN、c.Na2CO3、d.NaHCO3溶液的pH由大到小的順序?yàn)?/span>______________(填序號(hào))。
(2)25℃時(shí),將20mL0.1mol/LCH3COOH溶液和20mL0.1mol/LHSCN溶液分別與20mL0.1mol/LNaHCO3溶液混合,實(shí)驗(yàn)測得產(chǎn)生的氣體體積(V)隨時(shí)間(t)的變化如右圖所示,反應(yīng)初始階段兩種溶液產(chǎn)生CO2氣體的速率存在明顯差異的原因是________。反應(yīng)結(jié)束后所得兩溶液中,c(CH3COO-)____c(SCN-)(填“>”、“<”或“=")。
(3)若保持溫度不變,在醋酸溶液中加少量鹽酸,下列量會(huì)變小的是___(填序號(hào))。
a.c(CH3COO-) b.c(H+) c.Kw d.醋酸電離平衡常數(shù)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】疊氮化鈉常用作汽車安全氣囊中的藥劑。實(shí)驗(yàn)室制取疊氮化鈉的原理、實(shí)驗(yàn)裝置及步驟如下:
已知:①NaN3(疊氮化鈉)是一種易溶于水的白色晶體,微溶于乙醇,不溶于乙醚;
②NaNH2的熔點(diǎn)為210℃,沸點(diǎn)為400℃,在水溶液中易水解。
實(shí)驗(yàn)步驟:
①打開裝置A導(dǎo)管上的旋塞,加熱制取氨氣;
②再加熱裝置D中的金屬鈉,使其熔化并充分反應(yīng)后,再停止加熱A并關(guān)閉旋塞;
③向裝置D中b容器內(nèi)充入加熱介質(zhì)并加熱到210~220℃,然后按圖通入N2O;
④冷卻,向產(chǎn)物中加入乙醇(降低NaN3的溶解度),減壓濃縮、結(jié)晶;
⑤過濾,用乙醚洗滌,晾干。
回答下列問題:
(1)裝置C中盛放的藥品為______;裝置B的主要作用是_____________。
(2)步驟①先加熱通氨氣的目的是__________________;步驟②氨氣與熔化的鈉反應(yīng)生成NaNH2的化學(xué)方程式為__________________。
(3)步驟③b容器充入的介質(zhì)為植物油,進(jìn)行油浴而不用水浴的主要原因是_________。
(4)生成NaN3的化學(xué)方程式為________________。
(5)圖中儀器a用不銹鋼材質(zhì)的而不用玻璃的,其主要原因是_________。
(6)步驟⑤用乙醚洗滌的主要目的是_____________________。
(7)消防時(shí),常用1mol·L-1的NaClO溶液將NaN3轉(zhuǎn)化為N2,則銷毀650g NaN3至少需要_____LNaClO溶液。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在溶液中能共存,加入H+能放出氣體的是( )
A.Ag+ H+ NO3﹣ Cl﹣
B.Ca2+ NO3﹣ HCO3﹣ Cl﹣
C.K+ H+ Cl﹣ SO42﹣
D.Ca2+ Cl﹣SO42﹣ CO32﹣
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有一反應(yīng):2A+B2C,其中A、B、C均為氣體,如圖中的曲線是該反應(yīng)在不同溫度下的平衡曲線,x軸表示溫度,y軸表示B的轉(zhuǎn)化率,圖中有a、b、c三點(diǎn),則下列描述正確的是( )
A. 該反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B. c點(diǎn)v正<v逆
C. T1溫度下若由a點(diǎn)達(dá)到平衡,可以采取增大壓強(qiáng)的方法
D. b點(diǎn)時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化
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