【題目】科學(xué)家研究出一種以天然氣為燃料的“燃燒前捕獲系統(tǒng)”,其簡(jiǎn)單流程如圖所示部分(條件及物質(zhì)未標(biāo)出).
(1)工業(yè)上可用H2和CO2制備甲醇,其反應(yīng)為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),某溫度下,將1mol CO2和3mol H2充入體積不變的2L密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),測(cè)得不同時(shí)刻反應(yīng)前后的壓強(qiáng)關(guān)系如表:
時(shí)間/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
p后/p前 | 0. 90 | 0. 85 | 0. 83 | 0. 81 | 0. 80 | 0. 80 |
①用H2表示前2h平均反應(yīng)速率v(H2)=___.
②該溫度下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為___.
(2)在300℃、8MPa下,將二氧化碳和氫氣按物質(zhì)的量之比為1:3通入一恒壓密閉容器中發(fā)生(1)中反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則該反應(yīng)條件下的平衡常數(shù)Kp=______________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)).
(3)—定溫度和壓強(qiáng)下,在2 L的恒容密閉容器中合成氨氣:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92. 4 kJ mol-1。在反應(yīng)過程中反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。
①在10~20 min內(nèi),NH3濃度變化的原因可能是_______。
A. 加入催化劑 B. 縮小容器體積 C. 降低溫度 D. 增加NH3的物質(zhì)的量
② 20 min達(dá)到第一次平衡,在反應(yīng)進(jìn)行至25 min時(shí),曲線發(fā)生變化的原因是____________,35min達(dá)到第二次平衡,則平衡的平衡常數(shù)K1______K2(填“>”“<”或“ = ”)
【答案】0. 225mol/(Lh) 40% AB 移走 0. 1 molNH3 =
【解析】
(1)①建立三段式,先依據(jù)=計(jì)算各物質(zhì)的變化量,再計(jì)算氫氣的反應(yīng)速率;
②建立三段式,先依據(jù)=計(jì)算各物質(zhì)的變化量,再計(jì)算二氧化碳轉(zhuǎn)化率;
(2)建立三段式,先依據(jù)=計(jì)算各物質(zhì)的變化量,再計(jì)算各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),最后計(jì)算平衡分壓常數(shù);
(3)①由圖象可知各組分物質(zhì)的量變化增加,且10min時(shí)變化是連續(xù)的,說明10min時(shí)改變條件,使正、逆反應(yīng)速率均增大;
②由圖象可知,第25分鐘,NH3的物質(zhì)的量減少0. 1 mol;平衡常數(shù)隨溫度變化,溫度不變此時(shí)平衡常數(shù)K將不變。
(1)①設(shè)2h時(shí)CO2的消耗量為x,依題意建立如下三段式:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),
起(mol) 1 3 0 0
變(mol) x 3x x x
平(mol) 1—x 3—3x x x
由=可得,=,x=0.3mol,則前2h平均反應(yīng)速率v(H2)= 0. 225mol/(Lh),故答案為:0. 225mol/(Lh);
②由題給表格數(shù)據(jù)可知5h時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡,該溫度下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為a,依題意建立如下三段式:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),
起(mol) 1 3 0 0
變(mol) a 3a a a
平(mol) 1—a 3—3a a a
由=可得,=,x=0.4mol,則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=40%,故答案為:40%;
(2)設(shè)起始二氧化碳和氫氣的物質(zhì)的量分別為1mol和3mol,依題意建立如下三段式:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),
起(mol) 1 3 0 0
變(mol) 0.5 1.5 0.5 0.5
平(mol) 0.5 1.5 0.5 0.5
平衡時(shí)二氧化碳、甲醇和水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為,平衡分壓為×8MPa,氫氣的的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為,平衡分壓為×8MPa,則Kp==,故答案為:;
(3)①由圖象可知各組分物質(zhì)的量變化增加,且10min時(shí)變化是連續(xù)的,說明10min時(shí)改變條件,使正、逆反應(yīng)速率均增大。
A、使用催化劑,正、逆反應(yīng)速率增大,故正確;
B、縮小容器體積,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),正、逆反應(yīng)速率均增大,故正確;
C、降低溫度,反應(yīng)速率減小,故錯(cuò)誤;
D、增加NH3物質(zhì)的量,10min時(shí)NH3物質(zhì)的量應(yīng)偏離變化點(diǎn),故錯(cuò)誤;
AB正確,故答案為:AB;
②由圖象可知,第25分鐘,NH3的物質(zhì)的量減少0. 1 mol,而H2、N2的物質(zhì)的量不變,說明應(yīng)是分離出0. 1 mol NH3;當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到時(shí)35-40min,各物質(zhì)的量不變,說明反應(yīng)達(dá)到第二次平衡狀態(tài),平衡常數(shù)只受溫度影響,溫度不變,平衡常數(shù)不變,故答案為:移走0.1molNH3;=。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖所示為A、B、C、D、E五種含氮物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系圖,其中A、B、C、D常溫下都是氣體,B為紅棕色,寫出A、B、C、D、E的化學(xué)式和各步反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(1)各物質(zhì)的化學(xué)式為
A.__,B.__,C.__,D.___,E.___。
(2)各步反應(yīng)的化學(xué)方程式為
A→C:___,D→C:___,
B→E:___,E→C:_____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知某可逆反應(yīng)m A(g)+n B(g) p C(g)在密閉容器中進(jìn)行,下圖表示在不同反應(yīng)時(shí)間t時(shí),溫度T和壓強(qiáng)p與反應(yīng)物B在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)B%的關(guān)系曲線,由曲線分析,下列判斷正確的是( )
A.T1<T2 p1>p2 m+n>p 放熱反應(yīng)B.T1>T2 p1<p2 m+n>p 吸熱反應(yīng)
C.T1<T2 p1>p2 m+n<p 放熱反應(yīng)D.T1>T2 p1<p2 m+n<p 吸熱反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】硫代硫酸鈉可由亞硫酸鈉和硫粉通過化合反應(yīng)制得:Na2SO3+S=Na2S2O3。常溫下溶液中析出晶體為Na2S2O35H2O。Na2S2O3·5H2O 于 40~45℃熔化,48℃分解;
Na2S2O3 易溶于水,不溶于乙醇。在水中有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如圖所示。
Ⅰ.現(xiàn)按如下方法制備Na2S2O3·5H2O:將硫化鈉和碳酸鈉按反應(yīng)要求比例一并放入三頸燒瓶中,注入150 mL蒸餾水使其溶解,在分液漏斗中,注入濃鹽酸,在裝置2中加入亞硫酸鈉固體,并按上右圖安裝好裝置。
(1)儀器2的名稱為_____________,裝置6中可放入_____________。
A.BaCl2溶液 B.濃H2SO4 C.酸性KMnO4溶液 D.NaOH溶液
(2)打開分液漏斗活塞,注入濃鹽酸使反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化硫氣體較均勻的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中,并用磁力攪拌器攪動(dòng)并加熱,反應(yīng)原理為:
①Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 ② Na2S+SO2+H2O=Na2SO3+H2S
③2H2S+SO2=3S↓+2H2O ④ Na2SO3+SNa2S2O3
隨著SO2氣體的通入,看到溶液中有大量淺黃色固體析出,繼續(xù)通入SO2氣體,反應(yīng)約半小時(shí)。當(dāng)溶液中pH接近或不小于7時(shí),即可停止通氣和加熱。溶液pH要控制不小于7的理由是:_____________(用文字和相關(guān)離子方程式表示)。
Ⅱ.分離Na2S2O3·5H2O 并測(cè)定含量:
(3)從熱的反應(yīng)混合液中獲得 Na2S2O3·5H2O粗晶體,需經(jīng)過下列實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)選擇正確的選項(xiàng):熱的反應(yīng)混合液→活性炭脫色并保溫→________→________→________→________→獲得Na2S2O3·5H2O粗晶體。
a.用冰水浴冷卻結(jié)晶,抽濾; b.用少量水洗滌晶體、烘干;
c.80℃蒸發(fā)濃縮濾液至溶液表面出現(xiàn)晶膜; d.用乙醇洗滌晶體、晾干;
e.45℃蒸發(fā)濃縮濾液至溶液呈微黃色渾濁; f.趁熱過濾。
(4)制得的粗晶體中往往含有少量雜質(zhì)。為了測(cè)定粗產(chǎn)品中 Na2S2O3·5H2O的含量, 一般采用在酸性條件下用 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定的方法(假定粗產(chǎn)品中雜質(zhì)與酸性KMnO4溶液不反應(yīng))。稱取1.280 g的粗樣品溶于水,用 0.4000 mol/LKMnO4溶液(加入適量硫酸酸化)滴定,當(dāng)溶液中S2O32-全部被氧化時(shí),消耗 KMnO4溶液體積20.00 mL。 試回答:
①對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)操作,下列說法正確的是_____。
A.用電子天平稱量粗樣品時(shí),若電子天平未進(jìn)行調(diào)平,則純度偏高
B.裝 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液的酸式滴定管洗滌后若未潤洗,則純度偏高
C.滴定至錐形瓶?jī)?nèi)溶液剛好由無色變?yōu)闇\紅色立即進(jìn)行讀數(shù),則純度偏高
D.滴定時(shí)若滴定速度過慢或搖晃錐形瓶過于劇烈,則純度偏高
②產(chǎn)品中Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】高能鋰離子電池總反應(yīng)式為2Li+FeS=Fe+Li2S,LiPF6·SO(CH3)2為電解質(zhì),用該電池為電源電解含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說法正確的是
A. LiPF6·SO(CH3)2可用Li2SO4水溶液代替
B. 當(dāng)轉(zhuǎn)移1mol e-時(shí),b室離子數(shù)增加NA個(gè)
C. 該電池充電時(shí)陽極反應(yīng)式為Fe+Li2S-2e-=FeS+2Li+
D. 若去除圖陰離子膜,則電解反應(yīng)總方程式發(fā)生改變
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】金屬鈉是在1807年通過電解氫氧化鈉制得的,這個(gè)原理應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),約在1891年才獲得成功。1921年實(shí)現(xiàn)了電解氯化鈉制鈉的工業(yè)方法,其反應(yīng)原理是:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑;卮鹣铝杏嘘P(guān)單質(zhì)鈉的問題:
(1)下列各項(xiàng)中屬于保存金屬鈉的正確方法是(______)
A.放在棕色瓶中 B.放在細(xì)沙中 C.放在水中 D.放在煤油中
(2)鈉長時(shí)間放在空氣中,最后的產(chǎn)物主要成分是(______)
A.Na2O B.Na2O2 C.NaOH D.Na2CO3
(3)將一小塊鈉放在水平放置的試管中部,用酒精燈加熱充分反應(yīng)(如圖Ⅰ所示),生成物的顏色為___,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式___。將該試管冷卻后直立,滴加幾滴水(如圖Ⅱ所示),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___,若有0.5molNa氧化生成氧化鈉和過氧化鈉的混合物,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為___。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列變化不可能通過一步反應(yīng)直接完成的是
A. Al(OH)3 → Al2O3 B. Al2O3 → Al(OH)3
C. Al → AlO2- D. Al3+ → Al(OH)3
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化合物G是一種應(yīng)用于臨床的抗腫瘤藥物,其合成路線如下:
(1) A中的含氧官能團(tuán)名稱為________和________。
(2) C的分子式為C19H16N2O6,寫出C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:________。
(3) 合成路線中,設(shè)計(jì)①和⑥兩個(gè)步驟的目的是________________。
(4) G的一種同分異構(gòu)體同時(shí)滿足下列條件,寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:________。
①含有苯環(huán),且苯環(huán)上有3個(gè)取代基;② 分子中含有2個(gè)手性碳原子;③ 能發(fā)生水解反應(yīng),水解產(chǎn)物之一是α氨基酸,另一水解產(chǎn)物分子中只有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫。
(5) 已知:(R、R1代表烴基或H,R2代表烴基)。寫出以和為原料制備的合成路線流程圖___________________(無機(jī)試劑和有機(jī)溶劑任選,合成路線流程圖示例見本題題干)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法或表示方法正確的是
A. 由C(石墨,s)=C(金剛石,s)ΔH = +1.9 kJ·mol-1可知,金剛石比石墨穩(wěn)定
B. 已知S(g)+O2(g)═SO2(g) ΔΗ1 ;S(s)+O2(g)═SO2(g) ΔΗ2 ,則ΔΗ1<ΔΗ2
C. 在101kPa時(shí),2g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH = +285.8 kJ·mol-1
D. 在稀溶液中:H +(aq)+OH -(aq)= H2O(l)ΔH =-57.3 kJ·mol-1,若將含1mol CH3COOH與含1mol NaOH的溶液混合,放出的熱量等于57.3 kJ
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