【題目】甲醇是制造燃料電池的重要原料,工業(yè)上用CH4和H2O為原料來制備甲醇。
(1)將2.0 molCH4和3.0molH2O(g)通入反應室(容積為100L),在一定條件下發(fā)生反應:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g),CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系如下圖。
①已知壓強為p1,100℃時達到平衡所需的時間為5min,則用H2表示的平均反應速率為_________。
②圖中的p1_______ p2(填“<”“>”或“=”),100℃時平衡常數(shù)為_______________。
③在其他條件不變的情況下降低溫度,重新達到平衡時H2體積分數(shù)將________________(填“增大”“減小”或“不變”)
(2)在壓強為0.1MPa條件下,將 amolCO與2 amolH2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
①該反應的△H________0,△S_________0(填“<”“>”或“=”)
②若容器容積不變,下列措施可提高H2轉(zhuǎn)化率的是__________。
A.升高溫度 B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.再充入2 molCO和2molH2 D.充入He,使體系總壓強增大
【答案】 0.0060mol·L-1·min-1 < 1.35×10-3 減小 < < BC
【解析】(1)①由圖可知,100°C時達到平衡時甲烷的轉(zhuǎn)化率為0.5,則轉(zhuǎn)化的甲烷為0.5mol,求出△c(CH4),根據(jù)v=,計算v(CH4),利用速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v(H2);②根據(jù)定一議二原則,定溫度同,再比較壓強,即作垂直x軸的輔助線,比較平衡時甲烷的轉(zhuǎn)化率,由此判斷;平衡常數(shù)k=計算出平衡時各組分的濃度,代入平衡常數(shù)表達式計算;
③降低溫度,平衡右移.
(2)混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應生成甲醇,而正反應是氣體物質(zhì)的量減小的反應,則說明正反應是放熱反應,據(jù)此解答。
(1)①由圖可知, 100°C時達到平衡時甲烷的轉(zhuǎn)化率為0.5,則轉(zhuǎn)化的甲烷為0.5mol,速率之比等于化學計量數(shù)之比,則v(H2)=3v(CH4)=3×=0.0060molL1min1
②正反應為氣體體積增大的反應,恒溫條件下增大壓強,化學平衡逆向移動,甲烷的轉(zhuǎn)化率減小,所以P1<P2,
100℃時 CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
初始濃度:0.02 0.03 00
變化濃度:0.01 0.01 0.01 0.03
平衡濃度:0.01 0.02 0.010.03
100℃時平衡常數(shù)k==1.35×10-3 molL2
③由圖像可知,當溫度越高時甲烷的轉(zhuǎn)化率越大,說明該反應是吸熱反應,降低溫度平衡左移,重新達到平衡時H2體積分數(shù)將減小.答案為:①0.0060mol·L-1·min-1②<③1.35×10-3
(2)①混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應生成甲醇,則說明正反應是放熱反應,所以△H<0;正反應是氣體物質(zhì)的量減小的反應,氣體的物質(zhì)的量越多,其熵越大,所以△S<0;②A.升高溫度平衡左移,H2轉(zhuǎn)化率減小,A錯誤;B.將CH3OH(g)從體系中分離出來,平衡右移H2轉(zhuǎn)化率增大,B正確;C.再充入2molCO和2molH2,CO增大的程度大于H2增大的程度,平衡右移,H2轉(zhuǎn)化率增大,C正確;D. 充入He,使體系總壓強增大,容器容積不變,反應混合物各組分濃度不變,平衡不移動,H2的轉(zhuǎn)化率不變,D錯誤;答案選BC;答案為:①<、<②BC
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D、E、F、G、L、I九種主族元素分布在三個不同的短周期,它們的原子序數(shù)依次增大,其中B、C、D為同一周期,A與E、B與G、D與L分別為同一主族,C、D、F三種元素的原子序數(shù)之和為28,F的質(zhì)子數(shù)比D多5,D的最外層電子數(shù)是F最外層電子數(shù)的2倍。C和D的最外層電子數(shù)之和為11。請回答下列問題:
(1)以上非金屬元素中所形成的最簡單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性最弱的是(填化學式)______,E、F、L所形成的簡單離子的半徑由小到大的順序為(用離子符號表示)_____。
(2)由L、I兩元素可按原子個數(shù)比1∶1組成化合物X,化合物X中各原子均滿足8電子的穩(wěn)定結構,則X的電子式為____。
(3)少量固體化合物E2D2投入到化合物E2L的水溶液中,只觀察到有淡黃色沉淀產(chǎn)生,并無氣泡冒出,請結合信息寫出該反應的離子方程式 _____________________________。
(4)由A、B、C、D按原子個數(shù)比4∶1∶1∶2形成一種化合物Y,則Y的化學式為_______
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知草酸晶體(H2C2O4·2H2O)的熔點為101℃,170℃分解。下列選用的裝置和藥品能達到實驗目的的是
A | B | C | D |
制取SO2 | 制取NO2 | H2C2O4·2H2O分解 | 分離苯與溴苯 |
A. A B. B C. C D. D
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列說法或有關化學用語的表達正確的是
A. 1s電子云呈球形,表示電子繞原子核做圓周運動
B. 鈉原子由1s22s22p63p1→ls22s22p63p1時,原子釋放能量,由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)
C. 因氧元素的電負性比氮元素的大,故氧原子的第一電離能比氮原子的大
D. 基態(tài)Fe原子的外圍電子排布圖為
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某有機物的結構簡式如圖所示,下列關于該有機物的性質(zhì)說法正確的是
A. 可與銀氨溶液反應,不與FeCl3溶液反應顯色
B. 可以與H2反應,Imol該物質(zhì)最多消耗5molH2
C. 1mol該物質(zhì)與足量金屬Na反應,最多產(chǎn)生2molH2
D. 1mol物質(zhì)與NaOH溶液反應,最多消耗4 molNaOH
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】利用化石燃料開采、加工過程產(chǎn)生的H2S 廢氣制取氫氣,既價廉又環(huán)保。
(1)工業(yè)上可用組成為K2O·M2O3·2RO2·nH2O的無機材料純化制取的氫氣。
①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期,兩種元素原子的質(zhì)子數(shù)之和為27,則R的原子結構示意圖為____________;
②常溫下,不能與M單質(zhì)發(fā)生反應的是____________(填序號);
a.CuSO4溶液 b.Fe2O3 c.濃硫酸 d.NaOH溶液 e.Na2CO3固體
(2)利用H2S廢氣制取氫氣的方法有多種。
①高溫熱分解法已知:H2S(g) H2(g)+1/2S2(g)
在恒容密閉容器中,控制不同溫度進行H2S分解實驗。以H2S起始濃度均為c mol·L-1測定H2S的轉(zhuǎn)化率,結果見圖。曲線a為H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關系曲線,b曲線表示不同溫度下反應經(jīng)過相同時間且未達到化學平衡時H2S的轉(zhuǎn)化率。根據(jù)圖像回答下列問題:
i 計算 985 ℃時H2S按上述反應分解的平衡常數(shù) K=________;
ii 說明隨溫度的升高,曲線b向曲線a逼近的原因:________________________________;
②電化學法
i該法制氫過程如圖。反應池中反應物的流向采用氣、液逆流方式,其目的是____________;
ii反應池中發(fā)生反應的化學方程式為____________;
iii反應后的溶液進入電解池,電解總反應的離子方程式為_________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列說法不正確的是
A.需要加熱的反應不一定是吸熱反應
B.反應物的總能量高于生成物的總能量,發(fā)生放熱反應
C.一個氯分子(Cl﹣Cl)變成2個Cl原子時會放出能量
D.生石灰投入水中的反應是放熱反應
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某學習小組依據(jù)SO2具有還原性,推測SO2能被Cl2氧化生成SO2Cl2。
查閱資料:SO2Cl2的熔點為-54.1 ℃,沸點為69.1 ℃,極易水解,遇潮濕空氣會產(chǎn)生白霧。
(1)化合物SO2Cl2中S元素的化合價是__________。
(2)實驗室中制備氯氣時為得到干燥純凈的氯氣,應將氣體依次通過盛有_______和_______的洗氣瓶。
(3)用如圖所示裝置制備SO2Cl2。
①B中冷凝水從__________ (填“m”或“n”)口進入。
②C中的藥品是______。目的一是吸收外界空氣中的水蒸氣,目的二是:_______________。
③向A所得液體中加水,出現(xiàn)白霧,振蕩、靜置得到無色溶液。經(jīng)檢驗該溶液中的陰離子(除OH-外)只有SO42-、Cl-,寫出SO2Cl2與H2O反應的化學方程式:_______________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種短周期主族元素,其中僅含有一種金屬元素,A單質(zhì)試自然界中密度最小的氣體,A和D最外層電子數(shù)相同;B、C和E在周期表中相鄰,且C、E同主族.B、C的最外層電子數(shù)之和等于D的原子核外電子數(shù),A和C可形成A2C和A2C2兩種常見的液態(tài)化合物.請回答下列問題:
(1)A元素的名稱是____,D在周期表中的位置______.E的離子結構示意圖___.
(2)B2分子的電子式:__,A2C的結構式:______.
(3)用電子式表示D2E化合物的形成過程為__.
(4)用含A元素最簡單的有機化合物與赤熱的氧化銅反應生成一種單質(zhì)、液態(tài)氧化物和一可以使澄清石灰水變渾濁的氣體,其化學方程式為_______.
(5)在100mL 18mol/L E的最高價氧化物對應水化物的溶液中加入過量的銅片,加熱使之充分反應,銅片部分溶解.產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積可能是____(填序號)
a.7.32L b.6.72L c.20.16L d.30.24L.
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