【題目】能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景,因此甲醇被稱為2l世紀(jì)的新型燃料。工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。圖1表示反應(yīng)中能量的變化;圖2表示一定溫度下,在體積為2L的密閉容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化圖。
請回答下列問題:
(1)在“圖1”中,曲線_____(填“a”或“b”)表示使用了催化劑;該反應(yīng)屬于______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(2)根據(jù)“圖2”判斷,下列說法不正確的是______________。
A.起始充入的CO為1mol
B.增加CO濃度,CO的轉(zhuǎn)化率增大
C.容器中壓強(qiáng)恒定時(shí),反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)
D.保持溫度和密閉容器容積不變,再充入1molCO和2molH2,再次達(dá)到平衡時(shí)n(CH3OH)/n(CO)會增大
(3)從反應(yīng)開始到建立平衡,v(H2)=__________;該溫度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為___________。若保持其他條件不變,向平衡體系中再充入0.5mol CO、1molH2、1.5molCH3OH,此反應(yīng)進(jìn)行的方向?yàn)?/span>____________(填“正反應(yīng)方向”或“逆反應(yīng)方向)”。
(4)科學(xué)家常用量熱劑來直接測定某一反應(yīng)的反應(yīng)熱,現(xiàn)測得: CH3OH(g)+3/2 O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-192.9kJ/mol,又知H2O(l)=H2O(g)△H=+44 kJ/mol,請寫出32g的CH3OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:___________________________。
【答案】 b 放熱 AB 0.15mol/(L·min) 12 正反應(yīng)方向 CH3OH(g)+3/2 O2(g) = CO2(g)+2 H2O(l) △H= - 280.9KJ/mol
【解析】(1)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,該反應(yīng)正反應(yīng)放熱反應(yīng),在催化劑的作用下,降低了反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率,但是反應(yīng)的熱效應(yīng)不變;正確答案:b;放熱;
(2)從圖像看出,起始充入的CO為的濃度為1 mol/L ,容器體積為2L ,CO的物質(zhì)的量2 mol, A錯(cuò)誤; 兩種物質(zhì)參加反應(yīng),增加CO濃度,CO的轉(zhuǎn)化率減少,B錯(cuò)誤;該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體總量n≠0的反應(yīng),當(dāng)容器中壓強(qiáng)恒定時(shí),反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),C正確;?沙譁囟群兔荛]容器容積不變,再充入1molCO和2molH2,同比例增加反應(yīng)物,相當(dāng)于加壓過程,平衡向右移動,n(CH3OH)增大,n(CO)減少,達(dá)到平衡時(shí),n(CH3OH)/n(CO) 增大,D正確;正確答案選項(xiàng):A B;
(3)從反應(yīng)開始到建立平衡,c(CO)減少了0.75 mol/L,v(CO)=0.075 mol/(L·min);根據(jù)速率之比與系數(shù)成正比關(guān)系,v(H2)= 0.15mol/(L·min);由題意可知:反應(yīng)開始時(shí),c(CO)=1 mol/L,c(H2)=2 mol/L,
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始濃度 1 2 0
變化濃度 0.75 1.5 0.75
平衡濃度 0.25 0.5 0.75
根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算公式:c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)=( 0.75)/ (0.5)2(0.25)= 12;
若保持其他條件不變,向平衡體系中再充入0.5mol CO、1molH2、1.5molCH3OH,此時(shí)各物質(zhì)的總量變?yōu)椋? mol CO,2 molH2,3 molCH3OH;各物質(zhì)濃度變?yōu)椋?/span>0.5 mol/L CO,1 mol/L H2,1.5 mol/LCH3OH;帶入濃度商計(jì)算公式:c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)=(1.5)/0.5×12=3<12,
平衡向正反應(yīng)方向;正確答案:0.15mol/(L·min) ; 12 正反應(yīng)方向;
(4)CH3OH(g)+3/2 O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-192.9kJ/mol,① ,H2O(l)=H2O(g)△H=+44 kJ/mol,②,用①-②×2:CH3OH(g)+3/2 O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(l)△H=-280.9 kJ/mol,32gCH3OH(g)正好為1 mol;
正確答案:CH3OH(g)+3/2 O2(g) = CO2(g)+2 H2O(l) △H= - 280.9KJ/mol;
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】a、b、c、d四個(gè)集氣瓶中裝有Cl2、H2、HCl、HBr中的任一種氣體,若a、d兩瓶氣體混合后強(qiáng)光照射下發(fā)生爆炸,a、b兩瓶氣體相混,瓶壁上出現(xiàn)紅棕色液滴,則a、b、c、d四瓶中氣體應(yīng)是( )
A.Cl2、HBr、HCl、H2
B.Cl2、HCl、HBr、H2
C.H2、HBr、HCl、Cl2
D.H2、HCl、HBr、Cl2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法中正確的是
A. 2g D218O中所含中子數(shù)為NA
B. 2.24L Cl2通入足量H2O或NaOH溶液中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)均為0.1NA
C. 1mol/L碳酸氫鈉溶液中的HCO3—數(shù)目小于NA
D. 一定條件下,39g的乙炔和苯的氣體混合物中所含原子總數(shù)為6NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是( )
A.稀硫酸與氫氧化鉀溶液反應(yīng)
B.氫氣還原氧化銅的反應(yīng)
C.鋅與稀硫酸的反應(yīng)
D.生石灰變成熟石灰的反應(yīng)
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【題目】硫酸廠燒渣(主要成分是Fe2O3,其次含少量的SiO2和FeS)經(jīng)回收處理可制得綠礬(FeSO4·7H2O)和一種重要的水處理劑聚鐵膠體[Fe(OH)SO4]n,上述生產(chǎn)工藝流程如下:
請通過分析回答下列相關(guān)問題:
(1)操作Ⅰ的名稱是 _____。
(2)灼燒產(chǎn)生的尾氣對大氣有污染,因此工業(yè)生產(chǎn)中必須進(jìn)行回收處理,下列方法可行的是____________。
A.直接用水吸收 B. 用氨水吸收
C. 用濃硫酸吸收 D. 與空氣混合用石灰石粉末懸濁液吸收
(3)操作Ⅲ經(jīng)蒸發(fā)濃縮、___________、過濾、____、干燥等。
(4)在由溶液X制聚鐵膠體過程中①調(diào)節(jié)pH及②控制溫度目的是_________。
(5)檢驗(yàn)溶液X中金屬陽離子所加試劑是______,其現(xiàn)象是___________ 。
(6)溶液X轉(zhuǎn)化為溶液Y需加入一種常見物質(zhì)是 ____________ 。
(7)在反應(yīng)釜中FeS、O2及稀H2SO4反應(yīng)生成硫酸鐵等物質(zhì),則反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室制硝基苯,正確的操作是( )
A.將苯和硝酸混合,再加入濃硫酸,冷卻B.在濃硝酸中加入濃硫酸,冷卻后加入苯
C.先加苯,再加濃硫酸,最后加入濃硝酸D.在濃硫酸中加入濃硝酸,冷卻后加入苯
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某氣態(tài)化合物X含C,H,O三種元素,現(xiàn)已知下列條件:①X中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù);②X中H的質(zhì)量分?jǐn)?shù);③X在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積;④X對氫氣的相對密度;⑤X的質(zhì)量,欲確定X的分子式,所需的最少條件是 ( )
A.①③⑤B.②③④C.①②④D.①②
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體完全燃燒后所得到CO2和H2O的物質(zhì)的量隨混合烴總物質(zhì)的量的變化如圖所示.下列有關(guān)混合氣體的說法正確的是( )
A. 該混合氣體一定含有乙烯
B. 該混合氣體一定含甲烷和乙炔
C. 在常溫下,該混合氣體與足量氧氣混合,完全燃燒后恢復(fù)至常溫燃燒前后總體積不變
D. 若混合氣體由CH4和C2H4組成,則其體積比為2:3
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】金屬鈦被稱為“21世紀(jì)金屬”。工業(yè)上由鈦鐵礦(主要成分FeTiO3)制備TiCl4的主要工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)已知酸浸反應(yīng)FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O,則FeTiO3中鐵元素的化合價(jià)為_____。加熱TiOSO4溶液可制備TiO2·nH2O膠體,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。為提高鈦鐵礦的酸浸出率,可采取的辦法除粉碎礦石外,還可以采取的辦法有__________、_______(寫出兩種方法)。
(2)加入A的目的是____(填字母)。
A.防止Fe2+被氧化 B.與Fe3+反應(yīng) C.防Fe2+水解
溶液II經(jīng)操作II可得副產(chǎn)品FeSO4·7H2O,則操作II包括濃縮、冷卻、_____、_____。
(3)常溫下,若溶液II中Fe2+的濃度為0.49mol/L,為防止生成Fe(OH)2沉淀,溶液的pH不超過_____。(已知Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17)
(4)鈦酸煅燒得中間產(chǎn)物的化學(xué)方程式為H2TiO3(s) TiO2(s)+H2O(g),上述工藝流程中,氯氣與焦炭均足量時(shí)生成TiCl4的化學(xué)方程式為__________________________。
(5)可利用TiO2通過下述兩種方法制備金屬鈦:
方法一: 通過以下反應(yīng)制備金屬鈦
①TiO2 (s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g) △ H=+151kJ/mol
②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti
方法二:將TiO2作陰極,石墨作陽極,熔融CaO為電解液,碳塊作電解槽池,電解TiO2制得鈦,陽極上一定生成的氣體是___________,可能生成的氣體是______________。
從綠色化學(xué)角度,你認(rèn)為上述兩種方法中那種更好,并說明理由___________________________
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