【題目】工業(yè)上CO2用于生產(chǎn)燃料甲醇,既能緩解溫室效應(yīng),也為能源尋找了新渠道。合成甲醇的反應(yīng)為:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)。
(1)已知:CO的燃燒熱△H=-283.0kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=-90.1KJ/mol
則:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=___KJ/mol
(2)T℃時,測得不同時刻恒容密閉容器中CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度變化如下表所示
①c=___mol/L,從反應(yīng)開始到平衡時,CH3OH的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=__
②下列能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________
A.每消耗 1mol CO2的同時生成1 mol CH3OH
B.容器中氣體的壓強(qiáng)不再改變
C.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不發(fā)生變化
D.容器中氣體的密度不再改變
(3)在催化劑作用下,若測得甲醇的產(chǎn)率與反應(yīng)溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示:
①分析圖中數(shù)據(jù)可知,在220℃、5.0MPa時,CO2的轉(zhuǎn)化率為__將溫度降低至140℃、壓強(qiáng)減小至2.0MPa,CO2的轉(zhuǎn)化率將___(填“增大”、“減小”或“不變”)
②200℃、2.0MPa時,將amol/LCO2和3amol/LH2充入VL密閉容器中,在催化劑作用下反應(yīng)達(dá)到平衡。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算所得甲醇的質(zhì)量為___g(用含a的代數(shù)式表示)
(4)用NaOH溶液吸收CO2所得飽和碳酸鈉溶液可以對廢舊電池中的鉛膏(主要成分PbSO4)進(jìn)行脫硫反應(yīng)。已知Ksp(PbSO4)=1.6x10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,
PbSO4(s)+CO32-(aq) PbCO3(s)+SO42-(aq),則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______(保留三位有效數(shù)字);若在其溶液中加入少量Pb(NO3)2晶體,則c(SO42-):c(CO32-)的比值將______(填“增大”、“減小、”或“不變”)。
【答案】 -48.9 0.75 0.075 mol·(L·min)-1 BC 25% 增大 4.8aV 2.16×105 不變
【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律:①CO(g)+ 1/2O2(g)= CO2(g) △H=-283.0kJ/mol;②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol; ③ CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=-90.1KJ/mol;三個反應(yīng)聯(lián)立,消去CO、O2,得總反應(yīng)為CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-48.9KJ/mol;正確答案:-48.9。
(2)①根據(jù)圖示可知,反應(yīng)進(jìn)行到3分鐘時,甲醇的濃度為0.5 mol/L,消耗氫氣1.5 mol/L,剩余氫氣1.5 mol/L,原有氫氣3 mol/L;反應(yīng)進(jìn)行到10分鐘時,達(dá)到平衡狀態(tài),水蒸氣變化了0.75 mol/L,氫氣消耗了2.25 mol/L,剩余氫氣3-2.25 =0.75 mol/L;達(dá)平衡時,甲醇的量為0.75 mol/L,CH3OH的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=0.75/10=0.075 mol·(L·min)-1;正確答案:0.75; 0.075 mol·(L·min)-1 。
② 每消耗 1mol CO2的同時生成1 mol CH3OH,速率反應(yīng)方向相同,A錯誤;該反應(yīng)為體積變化V≠0反應(yīng),容器中氣體的壓強(qiáng)不再改變,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B正確;反應(yīng)前后混合氣體的質(zhì)量不變,反應(yīng)后氣體的總量變小,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不發(fā)生變化,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C正確;反應(yīng)前后混合氣體的質(zhì)量不變,容器的體積不變,容器中氣體的密度恒為定值,不能判定反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),D錯誤;正確選項BC。
(3)假設(shè)起始時CO2(g)為1 mol,轉(zhuǎn)化率為x,根據(jù)反應(yīng)方程式CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),可知CH3OH的量為xmol,x/1×100%=25%, x=0.25mol,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為0.25/1×100%=25%,溫度越高,甲醇的產(chǎn)率越低,說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng),壓強(qiáng)越大,甲醇的產(chǎn)率越高,因此轉(zhuǎn)化率將增大,正確答案:25% ; 增大。
② 起始時CO2(g)為aVmol,轉(zhuǎn)化率為x,根據(jù)反應(yīng)方程式CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),可知CH3OH的量為xmol,CH3OH的產(chǎn)率=x/aV×100%=15%, x=0.15 aVmol, CH3OH的質(zhì)量為0.15 aV×32= 4.8aV;正確答案:4.8aV。
(4)PbSO4(s)+CO32-(aq) PbCO3(s)+SO42-(aq), 反應(yīng)的平衡常數(shù)K= c(SO42-)/ c(CO32-)= Ksp(PbSO4)/ Ksp(PbCO3)= 1.6x10-8/7.4×10-14=2.16×105;若在其溶液中加入少量Pb(NO3)2晶體,對平衡沒有影響,平衡不移動,所以c(SO42-):c(CO32-)的比值不變;正確答案:2.16×105;不變。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一密閉容器中,放入鎳粉并充入一定量的CO氣體,一定條件下發(fā)生可逆反應(yīng):Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知該反應(yīng)在25℃、80℃時的平衡常數(shù)分別為5×104和2,下列說法正確的是( )
A. 上述生成Ni(CO)4(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B. 80℃時,測得某時刻N(yùn)i(CO)4(g)、CO(g)濃度均為0.5 mol/L,則此時v(正)<v(逆)
C. 恒溫恒壓下,向容器中再充入少量的Ar,上述平衡將正向移動
D. 恒溫時將氣體體積縮小到原來的一半,達(dá)到新平衡時CO濃度將要減小
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列敘述中正確的是( )
A.向血紅色的Fe(SCN)3溶液中加入少量KI 固體,溶液顏色變淺
B.氨水溶液加水稀釋,c(OH-)增大,平衡常數(shù)增大
C.pH=12的NaOH和Na2S溶液中水的電離程度前者大于后者
D.25℃,Cu(OH)2在水中的溶度積和溶解度比其在Cu(NO3)2溶液中的大
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是( )
A. SO2和SO3互為同分異構(gòu)體
B. 液溴和溴蒸氣是同素異形體
C. 金剛石和石墨都是由碳原子構(gòu)成,因此它們是同種物質(zhì)
D. 乙醇和二甲醚互為同分異構(gòu)體
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】25℃時,用0.10m/L的弱堿BOH滴定10.00 ml a mol/L的鹽酸,溶液的pH與所加BOH溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示。已知N點(diǎn)溶液中存在關(guān)系式:c(C1—)=c(B+)+c(BOH)。下列說法正確的是
A. M點(diǎn)溶液中存在c(H+)=c(OH—)+2c(BOH)+c(B+)
B. N、Q兩點(diǎn)溶液中BOH電離平衡常數(shù):N<Q
C. P點(diǎn)BOH過量,此時溶液中c(B+)>c(Cl—)
D. a<0.108
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某鹽的組成可表示為3[H3ON5]:3[NH4N3]·NH4Cl;卮鹣铝袉栴}
(1)氯原子的電子排布式為________________________.
(2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負(fù)一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_____________;氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是_____________。
(3)經(jīng)X射線衍射測得化合物3[H3ON5]·3NH4N5]·NH4Cl的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示
①H3O+中心原子的雜化類型為___________,NH4+的空間構(gòu)型為_________。
②3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4C1中陰離子N5-中的鍵總數(shù)為______個。分子中的大鍵可用符號表示,其中m代表參與形成大鍵的原子數(shù),n代表參與形成大鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大鍵可表示為),則N5-中的大鍵應(yīng)表示為____________________。
③圖(b)中虛線代表氫鍵,其中表示式為(NH4)N一H……Cl、_______、______。
(4)3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl的晶體密度為dg.cm-3,其立方晶胞參數(shù)為a nm,晶胞中含有y個3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl單元,該單元的相對質(zhì)量為M,則y的計算表達(dá)式為________.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】研究稱癌癥導(dǎo)致的死亡率呈逐年上升的趨勢,目前是僅次于心血管疾病的第二大殺手。M是一種可用于治療腫瘤的藥物,其合成路線如下
已知:①芳香烴A的相對分子質(zhì)量在86-96之間:F能使溴水褪色。
②J與 NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2氣體,核磁共振氫譜顯示其有3個吸收峰。
③④M的結(jié)構(gòu)簡式為
回答下列問題:
(1)A的化學(xué)名稱為________________ , ④的反應(yīng)類型是_____________.
(2)D分子中所含官能團(tuán)的名稱為_________________________。
(3)②的反應(yīng)方程式為________________,⑤的反應(yīng)方程式為__________________。
(4)N(C7H7NO2)是E在一定條件下的水解產(chǎn)物,符合下列條件的N的同分異構(gòu)體有_____種。其中核磁共振氫譜有4個峰的結(jié)構(gòu)簡式為_________________。
①分子中苯環(huán)上直接連一NH2②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
(5)4-甲氧基乙酰苯胺()是重要的精細(xì)化工中間體,寫出由苯甲醚()和乙酰氯( CH3 COCl)制備4-甲氧基乙酰苯胺的合成路線(無機(jī)試劑任選):_____________________________________________________________。
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【題目】丙烯腈(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料,工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn),主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈CH3CN 等,回答下列問題:
(1)以丙烯、氨、氧氣為原料,在催化劑存在下生成丙烯睛(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(CH2=CHCHO)的熱化學(xué)方程式如下:
① C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)△H=-515kJ/mol
② C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) △H=-353kJ/mol
有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是______;提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是_____.
(2)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,最高產(chǎn)率對應(yīng)溫度為460℃。低于460℃時,丙烯腈的產(chǎn)率________(填“是”或者“不是”)對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率,判斷理由是_____;高于460℃時,丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是________(雙選,填標(biāo)號)。
A.催化劑活性降低 B.平衡常數(shù)變大 C.副反應(yīng)增多 D. 反應(yīng)活化能增大
(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知,最佳n(氨)/n(丙烯)約為_________ ,理由是_______。進(jìn)料氨、空氣、丙烯的理論體積約為____________。
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【題目】黃曲霉素AFTB1,其結(jié)構(gòu)簡式如下圖所示,它是污染糧食的真菌霉素,人類的P53特殊基因在黃曲霉素的作用下會發(fā)生突變,有引發(fā)肝癌的可能性。下列說法正確的是
A. 黃曲霉素分子中所有的原子肯定均共面
B. 黃曲霉素分子中含有4個手性碳原子
C. 1mol黃曲霉素最多能與5 mol H2發(fā)生加成反應(yīng)
D. 黃曲霉素可以發(fā)生取代、加成、還原反應(yīng)
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