【題目】Ⅰ.利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇,發(fā)生的主反應(yīng)如下:①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1;②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2 ③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3;
化學(xué)鍵 | H-H | C-O | CO | H-O | C-H |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | X |
回答下列問題:
(1)已知△H2=-99 kJ·mol-1,則根據(jù)上表相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能(“CO”表示CO的化學(xué)鍵)計(jì)算X=_______ kJ·mol-1。
(2)反應(yīng)①、②、③對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3之間的關(guān)系式為___________。
(3)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,分析增大壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)③的影響為_______________。(提示:從對(duì)反應(yīng)速率、平衡狀態(tài)、轉(zhuǎn)化率角度回答)
Ⅱ.清潔能源具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景,可減小污染解決霧霾問題,其中甲醇、甲烷是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料,可制作燃料電池。一定條件下用CO和H2合成CH3OH:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-99kJmol-1。向體積為2L的密閉容器中充入2molCO和4molH2,測(cè)得不同溫度下容器內(nèi)的壓強(qiáng)(P:kPa)隨時(shí)間(min)的變化關(guān)系如圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲線所示:
①Ⅱ和Ⅰ相比,改變的反應(yīng)條件是_________;
②反應(yīng)Ⅰ在6min時(shí)到平衡,在此條件下從反應(yīng)開始到達(dá)到平衡時(shí)v(CH3OH)=_________;
③反應(yīng)Ⅱ在2min時(shí)達(dá)到平衡,平衡常數(shù)K(Ⅱ)=_________;
④比較反應(yīng)Ⅰ的溫度(T1)和反應(yīng)Ⅲ的溫度(T3)的高低:T1_____T3(填“>”“<”“=”),判斷的理由是_________。
【答案】413 K1=K2·K3(或者K3=K1/K2) 增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快,平衡不移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變 Ⅱ中使用催化劑 0.125 mol/(L·min) 12 > 反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度,反應(yīng)速率減慢,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
【解析】
(1)反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值,則根據(jù)表中數(shù)據(jù)和反應(yīng)的化學(xué)方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知反應(yīng)熱△H2=1076 kJ·mol-1+ 2×436kJ·mol-1-3x-343 kJ·mol-1-465 kJ·mol-1=-99 kJ·mol-1,解得x=413;
(2)K1=,K2=,K3=,K1===K2·K3;
(3)③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)正向反應(yīng)氣體體積不變,故增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快,平衡不移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變;
(4)①Ⅱ和Ⅰ相比反應(yīng)速率加快,不影響平衡移動(dòng),正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),應(yīng)是使用催化劑,故答案為:Ⅱ中使用催化劑;
②恒溫恒容下,壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比,故平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為(2+4)mol× =3mol,則:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) 物質(zhì)的量減小△n=2
起始量(mol) 2 4 0
變化量(mol) 1.5 3 1.5 6-3=3
平衡量(mol) 0.5 1 1.5
則v(CH3OH)= =0.125mol/(L.min);
③Ⅱ、Ⅰ溫度相同,平衡常數(shù)相同,平衡常數(shù)K(Ⅱ)=K= = =12;
④反應(yīng)Ⅲ達(dá)平衡時(shí)所用的時(shí)間比反應(yīng)Ⅰ達(dá)平衡時(shí)所用的時(shí)間長(zhǎng),化學(xué)反應(yīng)速率慢,且Ⅲ平衡時(shí)壓強(qiáng)比I小,與I相比平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)為氣體體積減小放熱反應(yīng),應(yīng)降低溫度,故溫度T1溫度更高。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)+B2(g)=2AB(g)△H=+100kJ/mol的能量變化如圖所示,判斷下列敘述中正確的是
A. 加入催化劑,該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H將減小
B. 每生成2molA-B鍵,將吸收bkJ能量
C. 每生成2分子AB吸收(a-b)kJ能量
D. 該反應(yīng)正反應(yīng)的活化能大于100kJ/mol
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑過氧化氫常用作火箭燃料,火箭部分構(gòu)件采用鈦合金材料。請(qǐng)回答下列問題:
(1)N2H4、H2O2的組成元素中第一電離能最大的是______。
(2)鈦元素基態(tài)原子的核外電子排布式為_____________________。
(3)1 mol N2H4分子中所含極性鍵的數(shù)目為___________。
(4)H2O2受熱易分解為H2O,H2O的空間構(gòu)型為_______,其中心原子的雜化軌道類型為_________。
(5)H2S和H2O2的主要物理性質(zhì)如下表所示:
物質(zhì) | 熔點(diǎn)/K | 沸點(diǎn)/K | 水中溶解度(標(biāo)準(zhǔn)狀況) |
H2S | 187 | 202 | 每升水中溶解2.6 L |
H2O2 | 272 | 423 | 以任意比互溶 |
造成上述熔沸點(diǎn)和溶解度差異的主要原因分別是_______________和________________。
(6)氧化鎂和氮化硼均可用作返回艙的熱屏蔽材料,晶格能:氧化鎂_______(填“大于”或“小于”)氧化鈣。
(7)立方氮化硼的晶胞如圖所示。處于晶胞頂點(diǎn)的原子的配位數(shù)為______。若晶胞邊長(zhǎng)為a cm,則立方氮化硼的密度是________________g·cm-3。(只要求列出算式,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知最簡(jiǎn)單的有機(jī)物E和直線型分子G在光照條件下反應(yīng),生成四面體型分子L和直線型分子M(組成G分子的元素為第三周期的元素),如下圖。則下列判斷錯(cuò)誤的是
A. 常溫常壓下,E是一種無色無味的氣體
B. 上述反應(yīng)類型是加成反應(yīng)
C. 在光照條件L能與 G繼續(xù)發(fā)生與上述類似的反應(yīng)
D. 上述反應(yīng)類型是取代反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是一種常用的抗氧化劑。
某研究小組對(duì)焦亞硫酸鈉進(jìn)行如下研究:
(1)采用下圖裝置(實(shí)驗(yàn)前已除盡裝置內(nèi)的空氣)制取Na2S2O5。
裝置Ⅱ中有Na2S2O5析出,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為:Na2SO3+ SO2= Na2S2O5。
①裝置Ⅰ中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為_____________________________。
②要從裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體,可采取的分離方法是______________。
③裝置Ⅲ用于處理尾氣,可選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為______(填序號(hào))。
(2)(查閱資料)Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
①NaHSO3溶液顯酸性。請(qǐng)用化學(xué)用語和必要的文字解釋原因________________________________;
證明該結(jié)論可采用的實(shí)驗(yàn)方法是_______________(填序號(hào))。
a.測(cè)定溶液的pH
b.加入Ba(OH)2溶液
c.加入鹽酸
d.加入品紅溶液
e.用藍(lán)色石蕊試紙檢測(cè)
②檢驗(yàn)Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實(shí)驗(yàn)方案是__________________。
(3)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在酸性條件下可將工業(yè)廢水中的Cr2O72—還原為Cr3+。
①寫出該反應(yīng)的離子方程式_______________________。
②若處理Cr2O72—濃度為1×10-3mol/L的工業(yè)廢水1L,需用Na2S2O5固體_________mg。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】能證明乙烯分子里含有一個(gè)碳碳雙鍵的事實(shí)是( )
A.乙烯分子里碳?xì)湓觽(gè)數(shù)之比為1∶2
B.乙烯完全燃燒生成的CO2和H2O的物質(zhì)的量相等
C.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色
D.乙烯易與溴水發(fā)生加成反應(yīng),且1mol乙烯完全加成消耗1mol溴單質(zhì)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】輝銅礦主要成分為Cu2S,軟錳礦主要成分為MnO2,它們都含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)。工業(yè)上綜合利用這兩種礦物制備硫酸錳和堿式碳酸銅的主要工藝流程如下:
已知:①M(fèi)nO2能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫;
②[Cu(NH3)4]SO4常溫穩(wěn)定,在熱水中會(huì)分解生成NH3;
③部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍如下表所示(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0molL-1計(jì)算):
開始沉淀的pH | 沉淀完全的pH | |
Fe 3+ | 1.1 | 3.2 |
Mn2+ | 8.3 | 9.8 |
Cu2+ | 4.4 | 6.4 |
(1)酸浸時(shí),為了提高浸取率可采取的措施有____________________(任寫一點(diǎn));
(2)調(diào)節(jié)浸出液pH的范圍為____________,其目的是_______________________;
(3)本工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是____________________(寫化學(xué)式).
(4)在該工藝的“加熱驅(qū)氨”環(huán)節(jié),若加熱的溫度較低或過高,都將造成_________________的結(jié)果;
(5)碳酸錳在一定條件下可得硫酸錳溶液,試根據(jù)如下曲線圖示,現(xiàn)由硫酸錳溶液制備MnSO4·H2O的實(shí)驗(yàn)方案為____________________。
(6)用標(biāo)準(zhǔn)BaCl2溶液測(cè)定樣品中MnSO4H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí),發(fā)現(xiàn)樣品純度大于100%(測(cè)定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略),其可能原因有_________________(任寫一種)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Ⅰ、在水的電離平衡中,c(H+)和 c(OH-)的關(guān)系如圖所示:
(1)100 ℃時(shí),若向水中滴加鹽酸,___(填“能”或“不能”)使體系處于 B 點(diǎn)狀態(tài)。
(2)25 ℃時(shí),將 pH=9 的 NaOH 溶液與 pH=4 的硫酸溶液混合,所得混合溶液的 pH=7,則 NaOH 溶液與硫酸溶液的體積比為___。
(3)100 ℃時(shí),若鹽酸中c(H+)=5×10-5 mol·L-1,則由水電離產(chǎn)生的 c(H+)=____。
Ⅱ、已知在 25 ℃時(shí),醋酸、次氯酸、碳酸和亞硫酸的電離平衡常數(shù)分別為醋酸K=1.75×10-5,次氯酸 K=2.95×10-8,碳酸 K1=4.30×10-7 ,K2=5.61×10-11,亞硫酸K1=1.54×10-2,K2=1.02×10-7
(4)寫出碳酸的第一級(jí)電離平衡常數(shù)表達(dá)式K1=___。
(5)在相同條件下,等濃度的 CH3COONa、NaClO、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3 和 NaHSO3 溶液中堿性最強(qiáng)的是_____。等濃度的 Na2CO3 和 NaHCO3 的混合溶液中各離子濃度大小順序?yàn)?/span>______。
(6)若保持溫度不變,在醋酸溶液中通入少量 HCl(g),下列量會(huì)變小的是_____(填字母序號(hào),下同)。
a.c(CH3COO-) b.c(H+) c.醋酸的電離平衡常數(shù) d.c(CH3COOH)
(7)下列離子方程式中錯(cuò)誤的是_____。
a 少量 CO2 通入次氯酸鈉溶液中:CO2+H2O+ClO-=HCO+HClO
b 少量 SO2 通入次氯酸鈣溶液中:Ca2++2ClO-+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
c 過量 CO2 通入澄清石灰水中:CO2+OH-=HCO
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】按照下圖裝置持續(xù)通入氣體,可以看到處有紅色物質(zhì)生成,處變藍(lán),處得到液體,則可能是(假設(shè)每個(gè)反應(yīng)均完全)( )。
A.B.或C.D.
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