【題目】二甲醚(CH3OCH3)重整制取H2,具有無毒、無刺激性等優(yōu)點(diǎn);卮鹣铝袉栴}:

(1) CH3OCH3O2發(fā)生反應(yīng)ICH3OCH3(g)+O2(g)=2CO(g)+3H2(g)H

已知:CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g)H1

CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O (g)H2

H2(g)+O2(g)=H2O (g)H3

①則反應(yīng)I的△H=____________________(用含△H1、△H2、△H3的代數(shù)式表示)。

②保持溫度和壓強(qiáng)不變,分別按不同進(jìn)料比通入CH3OCH3O2,發(fā)生反應(yīng)I。測(cè)得平衡時(shí)H2的體積百分含量與進(jìn)料氣中n(O2)/n(CH3OCH3)的關(guān)系如圖所示。當(dāng)0.6時(shí),H2的體積百分含量快速降低,其主要原因是____(填標(biāo)號(hào))

A.過量的O2起稀釋作用

B.過量的O2H2發(fā)生副反應(yīng)生成H2O

C0.6平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

(2)T℃時(shí),在恒容密閉容器中通入CH3OCH3,發(fā)生反應(yīng)IICH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g),測(cè)得容器內(nèi)初始?jí)簭?qiáng)為41.6 kPa,反應(yīng)過程中反應(yīng)速率v(CH3OCH3)時(shí)間tCH3OCH3分壓P(CH3OCH3)的關(guān)系如圖所示。

t=400 s時(shí),CH3OCH3的轉(zhuǎn)化率為________(保留2位有效數(shù)字);反應(yīng)速率滿足v(CH3OCH3)=kPn(CH3OCH3),k=_________s-1;400 s時(shí)v(CH3OCH3)=_________kPas-1

②達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得體系的總壓強(qiáng)P= 121.6 kPa,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=________________kPa2(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該溫度下,要縮短達(dá)到平衡所需的時(shí)間,除改進(jìn)催化劑外,還可采取的措施是________。

【答案】H1+H2-2H3 B 16% 4.4×10-4 1.54×10-2kPa/s 4×104 增大反應(yīng)物的壓強(qiáng)或濃度

【解析】

(1) ①已知:i.CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g)H1

ii.CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O (g)H2

iiiH2(g)+O2(g)=H2O (g)H3

根據(jù)蓋斯定律i+ii-iii×2得:CH3OCH3(g)+O2(g)=2CO(g)+3H2(g)H=H1+H2-2H3;

②過量的O2H2發(fā)生副反應(yīng)生成H2O,從而使H2的體積百分含量快速降低,A、C選項(xiàng)不能使H2的體積百分含量快速降低,故選B;

(2)t=400 s時(shí),CH3OCH3分壓P(CH3OCH3)=35.0kPa,測(cè)得容器內(nèi)初始?jí)簭?qiáng)為41.6 kPa,根據(jù)等溫等容條件下,壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,可知轉(zhuǎn)化率=×100%=16%

由圖象可知,當(dāng)P(CH3OCH3)=10.0kPa時(shí),v(CH3OCH3)=4.4×10-3kPa·s-1,根據(jù)v(CH3OCH3)=kPn(CH3OCH3),化學(xué)方程式中CH3OCH3的系數(shù)為1,所以n=1,解得k=4.4×10-4s-1;

由圖象可知,400 s時(shí)P(CH3OCH3)=35.0kPa,則v(CH3OCH3)= 4.4×10-4s-1×35kPa=1.54×10-2kPa/s;

②達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得體系的總壓強(qiáng)P=121.6 kPa,設(shè)起始通入的CH3OCH3物質(zhì)的量為41.6mol,反應(yīng)消耗甲醚物質(zhì)的量為x,列三段式有:

根據(jù)氣體的壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比有(41.6+2x)41.6=121.641.6,解得x=40mol,則平衡時(shí)CH3OCH3(g)、CO(g)、H2(g)CH4(g)的物質(zhì)的量分別為1.6mol、40mol40mol、40mol,則平衡時(shí)CH3OCH3(g)、CO(g)、H2(g)、CH4(g)的分壓為1.6kPa、40kPa40 kPa、40 kPa,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp===4104kPa2;

③該溫度下,要縮短達(dá)到平衡所需的時(shí)間,除改進(jìn)催化劑外,還可以增大反應(yīng)物的壓強(qiáng)或增大反應(yīng)物的濃度使反應(yīng)速率加快。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】今有如下3個(gè)熱化學(xué)方程式:H2(g)+O2(g)= H2O(g)H=a kJ/mol,H2(g)+ O2(g)= H2O(l)H=b kJ/mol,2H2(g) + O2(g)= 2H2O(l)H=c kJ/mol,關(guān)于它們的下列表述正確的是:

A.它們都是吸熱反應(yīng)B.a、b、c均為正值C.a=bD.c=2b

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】高純MnCO3在電子工業(yè)中有重要的應(yīng)用,工業(yè)上利用軟錳礦(主要成分是MnO2,還含有Fe2O3、CaCO3、CuO等雜質(zhì))制取碳酸錳的流程如圖所示:

已知:還原焙燒主反應(yīng)為2MnO2C2MnOCO2。

可能用到的數(shù)據(jù)如下:

根據(jù)要求回答下列問題:

(1)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行步驟A,混合物應(yīng)放在__________中加熱。

(2)步驟E中調(diào)節(jié)pH的范圍為____________,其目的是______________________________

(3)步驟G,溫度控制在35℃以下的原因是____________________________________,若Mn2+恰好沉淀完全(當(dāng)離子濃度≦10-5mol/L認(rèn)為該離子沉淀完全)時(shí)測(cè)得溶液中的濃度為2.2×106mol/L,則Ksp(MnCO3)____________。

(4)步驟D中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__________;步驟C中的濾渣為__________。

(5)生成的MnCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌,檢驗(yàn)洗滌是否干凈的方法是_____________________。

(6)現(xiàn)用滴定法測(cè)定產(chǎn)品中錳元素的含量。實(shí)驗(yàn)步驟:稱取3.300 g試樣,向其中加入稍過量的磷酸和硝酸,加熱使產(chǎn)品中MnCO3完全轉(zhuǎn)化為[Mn(PO4)2]3(其中完全轉(zhuǎn)化為);加入稍過量的硫酸銨,發(fā)生反應(yīng)NO2-N22H2O以除去;加入稀硫酸酸化,再加入60.00 mL 0.500 mol·L1硫酸亞鐵銨溶液,發(fā)生的反應(yīng)為[Mn(PO4)2]3Fe2Mn2Fe32;用5.00 mL 0.500 mol·L1酸性K2Cr2O7溶液恰好除去過量的Fe2

①酸性K2Cr2O7溶液與Fe2+反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。

②試樣中錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】A是由導(dǎo)熱材料制成的密閉容器,B是一耐化學(xué)腐蝕且易于傳熱的氣球.關(guān)閉K2,將等量且少量的NO2通過K1、K3分別充入A、B中,反應(yīng)起始時(shí),A、B的體積相同.(已知:2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0)

(1)一段時(shí)間后,反應(yīng)達(dá)到平衡,此時(shí)A、B中生成N2O4的速率是vA______vB(“>”、“<”“=”);若打開活塞K2,氣球B______(變大”、“變小不變”).

(2)關(guān)閉活塞K2,若在A、B中再充入與初始量相等的NO2,則達(dá)到平衡時(shí),NO2的轉(zhuǎn)化率αA________(增大”、“減小不變”);若分別通入等量的氖氣,則達(dá)到平衡時(shí),ANO2的轉(zhuǎn)化率將________,BNO2的轉(zhuǎn)化率將______(變大”、“變小不變”).

(3)室溫下,若A、B都保持體積不變,將A套上一個(gè)絕熱層,B與外界可以進(jìn)行熱傳遞,則達(dá)到平衡時(shí),______中的顏色較深.

(4)若在容器A中充入4.6 gNO2,達(dá)到平衡后容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為57.5,則平衡時(shí)N2O4的物質(zhì)的量為___________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氮的重要化合物如氨(NH3)、肼(N2H4)、三氟化氮(NF3)等,在生產(chǎn)、生活中具有重要作用。

1 利用NH3的還原性可消除氮氧化物的污染,相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:

H2O(l)H2O(g) △H144.0 kJ·mol1

N2(g)O2(g)2NO(g) △H2229.3 kJ·mol1

4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g) △H3=-906.5 kJ·mol1

4NH3(g)6NO(g)5N2(g)6H2O(l) △H4

△H4_______kJ·mol1。

2)使用NaBH4為誘導(dǎo)劑,可使Co2與肼在堿性條件下發(fā)生反應(yīng),制得高純度納米鈷,該過程不產(chǎn)生有毒氣體。

寫出該反應(yīng)的離子方程式:________。

在納米鈷的催化作用下,肼可分解生成兩種氣體,其中一種能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。若反應(yīng)在不同溫度下達(dá)到平衡時(shí),混合氣體中各組分的體積分?jǐn)?shù)如下圖1所示,則N2H4發(fā)生分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為:________;為抑制肼的分解,可采取的合理措施有________(任寫一種)。

1 2

3)在微電子工業(yè)中NF3常用作氮化硅的蝕刻劑,工業(yè)上通過電解含NH4F等的無水熔融物生產(chǎn)NF3,其電解原理如上圖2所示。

氮化硅的化學(xué)式為___________________。

② a電極為電解池的_____________(填)極,寫出該電極的電極反應(yīng)式:________________;電解過程中還會(huì)生成少量氧化性極強(qiáng)的氣體單質(zhì),該氣體的分子式是_______________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)用14.2 g無水硫酸鈉配制成500 mL溶液,其物質(zhì)的量濃度為___ mol·L-1

(2)若從中取出50 mL,其物質(zhì)的量濃度為___ mol·L-1;溶質(zhì)的質(zhì)量為___ g。

(3)若將這50 mL溶液用水稀釋到100 mL,所得溶液中Na+的物質(zhì)的量濃度為___ mol·L-1,SO42-的物質(zhì)的量濃度為___ mol·L-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】室溫下,pH=2的兩種一元酸xy,體積均為100mL,稀釋過程中pH與溶液體積的關(guān)系如圖所示。分別滴加NaOH溶液至滴定終點(diǎn),消耗NaOH溶液的體積為VxVy,則

A.x為弱酸,Vx<VyB.x為強(qiáng)酸,Vx>Vy

C.y為弱酸,Vx<VyD.y為強(qiáng)酸,Vx>Vy

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。

資料:K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液;具有強(qiáng)氧化性,在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,在堿性溶液中較穩(wěn)定。

制備K2FeO4(夾持裝置略)

1A為氯氣發(fā)生裝置,A中反應(yīng)離子方程式是:___。

2)將除雜裝置B補(bǔ)充完整并標(biāo)明所用試劑。___

3C中得到紫色固體和溶液。CCl2發(fā)生的反應(yīng)有:3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH→2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外還有:___。

4)已知Cl2KOH在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3。為了保證生產(chǎn)KClO,在不改變KOH溶液的濃度和體積的條件下,控制反應(yīng)在0~5℃進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)中可采取的措施是:_____。

探究K2FeO4的性質(zhì)

5)高鐵酸鉀常用于工業(yè)廢水與城市生活污水的處理,可用作高效水處理劑,表現(xiàn)在水中與污染物作用的過程中,經(jīng)過一系列反應(yīng),由六價(jià)降至三價(jià)后,能對(duì)水產(chǎn)生凈化作用的原因是(結(jié)合離子方程式回答):____。

6)取C中紫色溶液,加入稀硫酸,產(chǎn)生黃綠色氣體,得溶液a,經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Cl2,為證明是否K2FeO4氧化了Cl-而產(chǎn)生Cl2,設(shè)計(jì)以下方案:

方案I

取少量a,滴加KSCN溶液至過量,溶液呈紅色

方案II

KOH溶液充分洗滌C中所得固體,再用KOH溶液將K2FeO4溶出,得到紫色溶液b,取少量b,滴加鹽酸,有Cl2產(chǎn)生

i.由方案I中溶液變紅可知a中含有__離子,但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定K2FeO4Cl-氧化,還可能由___產(chǎn)生(用離子方程式表示)。

ii.方案II可證明K2FeO4氧化了Cl-

7)用KOH溶液洗滌的目的是___。

8)根據(jù)K2FeO4的制備實(shí)驗(yàn)得出:氧化性Cl2__FeO42-(填),而方案II實(shí)驗(yàn)表明,Cl2FeO42-的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反,原因是___。

9)資料表明,酸性溶液中的氧化性FeO42-MnO42-,驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)如下:

將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振蕩后溶液呈淺紫色,該現(xiàn)象能否證明氧化性FeO42-MnO42-,若能,請(qǐng)說明理由;若不能,進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,理由或方案:__。

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【題目】某課外活動(dòng)小組進(jìn)行Fe(OH)3膠體的制備實(shí)驗(yàn)并檢驗(yàn)其性質(zhì)。

(1)若將飽和FeCl3溶液分別滴入下列物質(zhì)中,能形成膠體的是________(填字母)

A.冷水 B.沸水 C.NaOH濃溶液 D.NaCl濃溶液

(2)現(xiàn)有甲、乙、丙三名同學(xué)進(jìn)行Fe(OH)3膠體的制備:

①甲同學(xué)的操作:取一小燒杯,加入25 mL蒸餾水加熱至沸騰,向沸水中逐滴加入12 mL FeCl3飽和溶液,繼續(xù)煮沸至混合液呈紅褐色,停止加熱。請(qǐng)?jiān)u價(jià)該操作是否正確______。

②乙直接加熱飽和FeCl3溶液,請(qǐng)?jiān)u價(jià)是否正確______。

③丙向沸水中滴加飽和FeCl3溶液,為了使反應(yīng)進(jìn)行充分,煮沸10分鐘,請(qǐng)?jiān)u價(jià)是否正確________。

(3)寫出制備Fe(OH)3膠體的化學(xué)方程式: ____________________。證明有Fe(OH)3膠體生成的實(shí)驗(yàn)操作是_____________________。該操作利用膠體的性質(zhì)是________。

(4)Fe(OH)3膠體穩(wěn)定存在的主要原因是____________________(填字母,下同)。

A.膠體粒子直徑小于1nm B.膠體粒子帶正電荷

C.膠體粒子作布朗運(yùn)動(dòng) D.膠體粒子能透過濾紙

(5)Fe(OH)3膠體區(qū)別于FeCl3溶液最本質(zhì)的特征是________。

A.Fe(OH)3膠體粒子的直徑在1100 nm之間

B.Fe(OH)3膠體具有丁達(dá)爾效應(yīng)

C.Fe(OH)3膠體是均一的分散系

D.Fe(OH)3膠體的分散質(zhì)能透過濾紙

(6)若取少量制得的膠體加入試管中,加入硫酸銨溶液,現(xiàn)象是_____________,這種現(xiàn)象稱為膠體的________。

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