【題目】甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應用前景。工業(yè)上一般采用下列兩種反應合成甲醇。
反應Ⅰ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
反應Ⅱ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
下表所列數(shù)據(jù)是反應Ⅰ在不同溫度下的化學平衡常數(shù)(KⅠ):
溫度 | 250 ℃ | 300 ℃ | 350 ℃ |
KⅠ | 2.0 | 0.27 | 0.012 |
(1)在一定條件下將2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密閉容器中發(fā)生反應Ⅰ,5 min后測得c(CO)=0.4 mol·L-1,計算可得此段時間的反應速率(用H2表示)為________mol·L-1·min-1。
(2)由表中數(shù)據(jù)判斷ΔH1______(填“>”“<”或“=”)0;反應CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3=_________(用ΔH1和ΔH2表示)。
(3)若容器容積不變,則下列措施可提高反應Ⅰ中CO轉(zhuǎn)化率的是______(填序號)。
a.充入CO,使體系總壓強增大
b.將CH3OH(g)從體系中分離
c.充入He,使體系總壓強增大
d.使用高效催化劑
(4)寫出反應Ⅱ的化學平衡常數(shù)表達式:KⅡ=__________________;保持恒溫恒容,將反應Ⅱ的平衡體系中各物質(zhì)濃度均增大為原來的2倍,則化學平衡_______(填“正向”“逆向”或“不”)移動,平衡常數(shù)KⅡ__________(填“變大”“變小”或“不變”)。
(5)比較這兩種合成甲醇的方法,原子利用率較高的是______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
【答案】 0.24 < ΔH2-ΔH1 b 正向 不變 Ⅰ
【解析】(1)CO濃度變化量為2mol/2L0.4mol/L=0.6mol/L,故v(CO)=0.6mol/L/5min=0.12mol/(Lmin),速率之比等于化學計量數(shù)之比,故v(H2)=2v(CO)=2×0.16mol/(Lmin)=0.24mol/(Lmin),
故答案為:0.24;
(2)由表中數(shù)據(jù)可知,隨溫度升高,平衡常數(shù)K減小,說明溫度升高,平衡逆向進行,所以正向是放熱反應,即△H1<0,
反應Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
反應Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2
根據(jù)蓋斯定律ⅡⅠ得到CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3=△H2△H1,故答案為:<;△H2△H1;
(3)a.充入CO,使體系總壓強增大,平衡向正反應移動,但CO的轉(zhuǎn)化率降低,故a錯誤;
b.將CH3OH(g)從體系中分離,平衡向正反應方向移動,CO轉(zhuǎn)化率增大,故b正確;
c.充入He,使體系總壓強增大,各物質(zhì)的濃度不變,平衡不移動,CO轉(zhuǎn)化率不變,故c錯誤;d.使用高效催化劑,平衡不移動,CO的轉(zhuǎn)化率不變,故d錯誤;故答案為:b;
(4)反應Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)k=c(CH3OH)c(H2O)/c(CO2)c3(H2);
保持恒溫恒容,將反應Ⅱ的平衡體系中各物質(zhì)濃度均增大為原來的2倍,相對于增大壓強平衡向氣體體積減小的方向移動即正向移動;平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān),所以平衡常數(shù)KⅡ不變,故答案為:c(CH3OH)c(H2O)/c(CO2)c3(H2);正向;不變。
(5) 原子利用率是指被利用的原子數(shù)比上總原子數(shù),公式為原子利用率=(預期產(chǎn)物的總質(zhì)量/全部反應物的總質(zhì)量)×100%,副產(chǎn)物越少原子利用率越高,故答案為Ⅰ。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知CO是工業(yè)上重要的原料,可作燃料、冶煉金屬、合成液體酒精等。
(1)研究表明:反應CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) ⊿H = ?
平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示:
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
Ⅰ.通過平衡常數(shù)隨溫度的變化情況,推斷反應熱⊿H________ 0 (填>、<、﹦ )
Ⅱ.若反應在500℃時進行,設起始的CO和H2O的濃度均為0.020 mol·L-1,在該條件下CO的平衡轉(zhuǎn)化率為________。
(2)用CO做燃料電池電解CuSO4溶液、FeCl3和FeCl2混合液的示意圖如圖1所示,其中A、B、D 均為石墨電極,C為銅電極。工作一段時間后,斷開K,此時A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同。
①甲中通入CO的電極為______(填“正”、“負”、“陰”、“陽”)極,該電極反應方程式為__________。
②若乙中A極析出的氣體在標準狀況下的體積為2.24L,此時要使乙中CuSO4溶液恢復到原來的濃度,需要加入的物質(zhì)及其物質(zhì)的量是(___________)。
A.0.1molCuO B.0.1molCu(OH)2 C.0.1molCu2(OH)2CO3
③丙裝置溶液中金屬陽離子的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量變化關(guān)系如圖2所示。完成丙裝置C、D電極反應式:C:____________________________;D:________________________________;丙裝置溶液中 c(Cl-)= _______________ mol/L 。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】鎳鎘(Ni-Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其充、放電按下式進行:Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2,有關(guān)該電池的說法正確的是
A. 充電時陽極反應:Ni(OH)2 -e— + OH- == NiOOH + H2O
B. 充電過程是化學能轉(zhuǎn)化為電能的過程
C. 放電時負極附近溶液的堿性不變
D. 放電時電解質(zhì)溶液中的OH-向正極移動
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】如圖所示虛線內(nèi)字母表示相應元素,而A~C表示大分子物質(zhì),a~d表示小分子物質(zhì),其中a~c是相應大分子的基本組成單位.回答以下問題:
(1)圖中a是________,與A為同類化合物,屬于動物細胞中儲能物質(zhì)的是_______。
(2)在人體細胞中物質(zhì)b的種類約為______種,其中人體細胞中不能合成、需要從食物中獲取的b叫做__________________。某些B分子有免疫功能,例如____________。
(3)d指的是________;除此之外,固醇類物質(zhì)還包括的是___________________。
(4)圖中c是____________,C分子中含有四種堿基,即____________________。
(5)從化學組成成分上看,與HIV病毒最相似的一種細胞器是_____________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】以鉻鐵礦[主要成分為Fe(CrO2)2;還含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)]為主要原料生產(chǎn)重鉻酸鈉晶體(Na2Cr2O7·2H2O,Na2Cr2O7是一種強氧化劑)的主要工藝流程如下:
(1)亞鉻酸亞鐵[Fe(CrO2)2]中Cr的化合價是___________。
(2)煅燒生成Na2CrO4的化學方程式為___________。
(3)酸化濾液Na2CrO4時,不選用赴酸的原因是____________________,從平衡角度分析酸化的原理:______________________。
(4)該工藝中某種產(chǎn)物可以再利用,該物質(zhì)的化學式為________________。
(5)采用石墨電極電解Na2CrO4溶液,可實現(xiàn)Na2CrO4→Na2Cr2O7的轉(zhuǎn)化,其原理如圖所示。,
①寫出Ⅰ電極的電極反應式_______________________。
②當Na2CrO4轉(zhuǎn)化為1malNa2Cr2O7時,理輪上Ⅱ電極上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________。
(3)稱取2.500g重鉻酸鈉晶體試樣,加入蒸餾水配制成250ml溶液,從中取出25.00mL于碘量瓶中,向其中加入10mL2mol·L-1 H2SO4溶液和足量碘化鉀(鉻的還原產(chǎn)物為Cr3+),放于暗處5min。然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示劑,用0.120mol·L-1的Na2S2O3標準溶液進行滴定(發(fā)生反應:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。
①判斷達到滴定終點的依據(jù)是______________________。
②若實驗中共用去40.00mL,Na2S2O3標準溶液。則所得產(chǎn)品的純度為_____________(設整個過程中其他雜質(zhì)不參如反應)(保留3位有效數(shù)字)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】常溫下,下列不發(fā)生反應的一組物質(zhì)是( ) ①銅與濃硫酸 ②二氧化硅與NaOH溶液 ③銅與濃硝酸 ④石英與純堿 ⑤鐵與液氧 ⑥一氧化氮與氧氣 ⑦硅與氧氣.
A.①②③⑥
B.②③⑤⑥
C.①④⑤⑦
D.①②③⑦
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下圖為元素在生物體內(nèi)的含量分布情況,下列表述不正確的是( )
A. Ⅰ在非生物界中都能找到,體現(xiàn)了生物界與非生物界的統(tǒng)一性
B. Ⅲ含量雖少,卻是生物體正常生命活動不可缺少的
C. Ⅱ和Ⅲ為生物體的必需元素,一旦缺乏就可能會導致相應的病癥
D. P、S、K、Ca、Zn屬于大量元素
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】將一定質(zhì)量的NaHCO3分為三等份,第一份直接加入鹽酸中,消耗鹽酸物質(zhì)的量為n1,第二份首先加熱,使其完全分解后,再加入鹽酸中,消耗鹽酸物質(zhì)的量為n2,第三份首先加熱,使其部分分解后,再加入鹽酸中,消耗鹽酸物質(zhì)的量為n3,假若與鹽酸都完全反應,則n1、n2、n3的大小關(guān)系正確的是( 。
A. n1=n2=n3 B. n2>n1>n3 C. n1>n2>n3 D. n1>n3>n2
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】Ⅰ、現(xiàn)用Na2CO3固體配制500mL 0.200 mol·L-1的Na2CO3溶液。可供選擇的儀器有:
①玻璃棒;②燒瓶;③燒杯;④膠頭滴管;⑤漏斗;⑥天平;⑦藥匙
請回答下列問題:
(1)上述儀器中,在配制Na2CO3溶液時不需要使用的有___________ (填代號),還缺少的儀器是____________(填儀器名稱)。
(2)經(jīng)計算,需Na2CO3固體質(zhì)量為______________。
(3)將所配制的Na2CO3溶液進行測定,發(fā)現(xiàn)濃度小于0.200 mol·L-1。請你分析配制過程中可能引起誤差偏小的原因_________。
A.定容時俯視液面 B.轉(zhuǎn)移時沒有洗滌燒杯和玻璃棒 C.配制時容量瓶沒有干燥
Ⅱ、甲、乙、丙三位同學分別用如下三套實驗裝置及化學藥品(其中堿石灰為固體氫氧化鈉和生石灰的混合物)制取氨氣。請回答下列問題:
(1)三位同學制取氨氣的化學方程式為__________________________________。
(2)三位同學用上述裝置制取氨氣時,其中有一位同學沒有收集到氨(如果他們的實驗操作都正確),你認為沒有收集到氨氣的同學是______________填(“甲”或“乙”或“丙”),收集不到氨氣的主要原因是____________________________(用化學方程式表示)。
(3)檢驗氨氣是否收集滿的方法是(簡述操作方法、現(xiàn)象和結(jié)論)______________。
Ⅲ、氯化鐵是一種常見的水處理劑,無水氯化鐵遇潮濕空氣,極易吸水生成FeCl3·nH2O。在實驗室中,可以采用下列儀器和藥品制取較純的無水氯化鐵固體。
(1)實驗開始時,先點燃____處的酒精燈(填A或D)。A中發(fā)生反應的化學方程式為_____________________________。
(2)B裝置中盛放的是飽和食鹽水,其作用為______________。
(3)F裝置中的試劑為濃硫酸,其作用是 ________________________。用一件儀器裝填適當試劑后,也可起到F和G的作用,所裝填的試劑為_________。
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