【題目】二氧化硫的催化氧化是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的主要反應(yīng),反應(yīng)如下:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H1=-197.7kJ·mol-1 K1(濃度平衡常數(shù))
為研究該反應(yīng),某同學(xué)設(shè)計了以下三種已裝固體V2O3催化劑的密閉容器裝置
(1)在初始體積與溫度相同的條件下,甲、乙、丙中均按2 mol SO2、1molO2投料,達(dá)平衡時,三個容器中SO2的轉(zhuǎn)化率從大到小的順序為___________________(用“甲、乙、丙”表示)。
(2)在容器丙中,0.1MPa條件下,在不同溫度或不同投料方式下研究上述反應(yīng)得到數(shù)據(jù)如下表:
①表中:a=___________;b=___________。
②已知用平衡分壓(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))代替平衡濃度計算,得到的平衡常數(shù)即為壓強(qiáng)平衡常數(shù),則Kp1___________Kp2(填“>”、“<”或“=”)。
③451℃,若按0.4 mol SO2、0.4molO2、0.4 mol SO3進(jìn)行投料,則反應(yīng)開始時v正(SO2)_______v逆(SO2)(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】丙>甲>乙 118.62kJ 40% > >
【解析】
(1)對于2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1=-197.7kJmol-1,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度、增大壓強(qiáng),可使平衡正向移動,增大SO2的轉(zhuǎn)化率,結(jié)合三個容器平衡時的溫度和壓強(qiáng)的變化分析判斷;
(2)對比A、B中數(shù)據(jù),可知A、B為等效平衡狀態(tài),C相當(dāng)于在A的基礎(chǔ)上升高溫度,結(jié)合壓強(qiáng)平衡常數(shù)的計算方法分析解答。
(1)對于2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1=-197.7kJmol-1,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),乙為絕熱容器,平衡后,溫度乙高于甲,降低溫度,可使平衡正向移動,SO2的轉(zhuǎn)化率增大,則轉(zhuǎn)化率甲>乙;該反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量減少,丙恒壓,平衡后壓強(qiáng)丙大于甲,增大壓強(qiáng),可使平衡正向移動,SO2的轉(zhuǎn)化率增大,則轉(zhuǎn)化率丙>甲,因此轉(zhuǎn)化率丙>甲>乙,故答案為:丙>甲>乙;
(2)①根據(jù)方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知,A、B為等效平衡,且反應(yīng)互為可逆反應(yīng),則a=197.7kJ-79.08kJ=118.62kJ,正逆反應(yīng)轉(zhuǎn)化率之和為1,則b=1-60%=40%,故答案為:118.62kJ;40%;
②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1=-197.7kJmol-1,C的溫度比A高,升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,則Kp1>Kp2,故答案為:>;
③根據(jù)A可知,轉(zhuǎn)化率為60%,則
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
起始:2mol 1mol 0
轉(zhuǎn)化:1.2mol 0.6mol 1.2mol
平衡:0.8mol 0.4mol 1.2mol,
用平衡分壓(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))代替平衡濃度計算,得到的平衡常數(shù)即為壓強(qiáng)平衡常數(shù),則Kp1==135MPa-1;
若按0.4molSO2、0.4molO2、0.4molSO3進(jìn)行投料,此時=30 MPa-1<135MPa-1,則反應(yīng)正向進(jìn)行,即反應(yīng)開始時v正(SO2)>v逆(SO2),故答案為:>。
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【題目】實驗室欲用NaOH固體配制1.0 mol/L的NaOH溶液240 mL;
(1)本實驗必須用到的儀器有天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、_________、_________。
(2)某同學(xué)欲稱量NaOH的質(zhì)量,他先用托盤天平稱量燒杯的質(zhì)量,天平平衡后的狀態(tài)如下圖所示。燒杯的實際質(zhì)量為______g,要完成本實驗該同學(xué)應(yīng)稱出______g NaOH。
(3)使用容量瓶前必須進(jìn)行的一步操作是_______________。
(4)在配制過程中,其他操作都是正確的,下列操作會引起誤差偏高的是_____。
A.轉(zhuǎn)移溶液時不慎有少量灑到容量瓶外面
B.定容時俯視刻度線
C.未冷卻到室溫就將溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶并定容
D.定容后塞上瓶塞反復(fù)搖勻,靜置后,液面低于刻度線,再加水至刻度線
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【題目】設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法中正確的是
A. 常溫常壓下,56g丙烯與環(huán)丁烷的混合氣體中含有4NA個碳原子
B. 25℃,pH=1的H2SO4溶液中,H+的數(shù)目為0.2NA
C. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,0.1molCl2溶于水,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.1NA
D. 1mol的P4O6中含有6 NA個P-O鍵(P4O6的結(jié)構(gòu)如圖: )
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【題目】實驗室里通常用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:MnO2 + 4HCl(濃) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O
(1)用單線橋法表示該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:___________。
(2)在該反應(yīng)中,如有1 mol Cl2生成,被氧化的HCl的物質(zhì)的量是___________,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目是_____________。
(3)某溫度下,將Cl2通入NaOH溶液中,反應(yīng)得到含有ClO-與ClO3-物質(zhì)的量之比為1∶1的混合液,反應(yīng)的化學(xué)方程式是 _________________________ 。
(4)報紙報道了多起衛(wèi)生間清洗時,因混合使用“潔廁靈”(主要成分是鹽酸)與“84消毒液”(主要成分是NaClO)發(fā)生氯氣中毒的事件。試根據(jù)你的化學(xué)知識分析,原因是(用離子方程式表示)_________________________。
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【題目】某可逆反應(yīng)正向反應(yīng)過程中能量變化如圖,下列說法正確的是
A. 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B. 加入催化劑,反應(yīng)速率增大,E1減小,E2減小,反應(yīng)熱不變
C. 增大壓強(qiáng),平衡正向移動,K增大
D. 當(dāng)反應(yīng)υ正(B)∶υ正(D)=2∶1時,到達(dá)平衡狀態(tài)
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【題目】二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀(jì)的新型能源,它清潔、高效、具有優(yōu)良的環(huán)保性能。
Ⅰ.工業(yè)制備二甲醚的生產(chǎn)流程如下:
催化反應(yīng)室中(壓強(qiáng)2.0~10.0 MPa,溫度230~280℃)進(jìn)行下列反應(yīng):
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.7 kJ/mol ①
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-23.5 kJ/mol ②
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ/mol ③
(1)甲烷氧化可制得合成氣,反應(yīng)如下:CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2(g) ΔH=-35.6 kJ/mol。該反應(yīng)是____________反應(yīng)(填“自發(fā)”或“非自發(fā)”)。
(2)催化反應(yīng)室中總反應(yīng)3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH= _____________。該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為:_______;在830℃時K=1.0,則在催化反應(yīng)室中該反應(yīng)的K______1.0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)上述反應(yīng)中,可以循環(huán)使用的物質(zhì)有__________。
Ⅱ.如圖為綠色電源“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖。
a電極是________極,其電極反應(yīng)方程式為_________________。
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【題目】對于常溫下pH=2的醋酸溶液,下列敘述正確的是( )
A. 該醋酸溶液的濃度為0.01mol/L
B. 加入少量CH3COONa固體,c(CH3COOH)增大
C. 溶液中離子濃度關(guān)系滿足c(H+)>c(OH-)+c(CH3COO-)
D. 與等體積、pH=12的NaOH溶液混合后所得的溶液中c(Na+)=c(CH3COO-)
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【題目】為了測定某有機(jī)物A的結(jié)構(gòu),做如下實驗:
①將2.3 g該有機(jī)物完全燃燒,生成0.1 mol CO2和2.7 g水;
②用質(zhì)譜儀測定其相對分子質(zhì)量,得如圖一所示的質(zhì)譜圖;
③用核磁共振儀處理該化合物,得到如圖二所示圖譜,圖中三個峰的面積之比是1∶2∶3。試回答下列問題:
(1)有機(jī)物A的相對分子質(zhì)量是________。
(2)有機(jī)物A的實驗式是________。
(3)A的分子式是_______________________________________。
(4)A的結(jié)構(gòu)簡式為___________________________________________。
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【題目】(1)很多含氯物質(zhì)都能做消毒劑。液氯可以用于飲用水消毒,但是消毒后的水中可能產(chǎn)生危害人體健康的有機(jī)氧化物。世界各國陸續(xù)開發(fā)新型自來水消毒劑,下列物質(zhì)可以用于自來水消毒的有___。
A.Na2O2 B.Cl2O2 C.O3 D.O2 E.ClO2
(2)Na2FeO4為紫色物質(zhì),也可以用于自來水消毒,高鐵酸鈉處理過的水中含有氫氧化鐵膠體,用激光筆照射,可以從側(cè)面看到一條光路,這個現(xiàn)象在化學(xué)上被成為___。
(3)漂白液是一種常用消毒劑,其中的有效成分是___(寫出化學(xué)式)。
(4)漂白粉也是常見消毒劑。工業(yè)上使用漂白粉一般加入少量鹽酸或醋酸,促使___(填寫出物質(zhì)名稱)產(chǎn)生,以增強(qiáng)漂白殺菌作用。請用化學(xué)方程式表示家用漂白粉不加入酸如何產(chǎn)生該物質(zhì)___。
(5)漂白粉的質(zhì)量靠它的“有效氯”衡量。有效氯是根據(jù)它同鹽酸作用時產(chǎn)生的氯氣量來計算的。請配平完成該過程的化學(xué)方程式:__Ca(ClO)2+__HCl=__Cl2↑+__CaCl2+__。生成的微量氯氣與氫碘酸反應(yīng),可以得到碘單質(zhì),反應(yīng)生成的碘與Na2S2O3可以定量的進(jìn)行反應(yīng):2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI,漂白粉的有效氯=(漂白粉加酸所釋放出的氯氣的質(zhì)量/漂白粉的質(zhì)量)×100%。漂白粉的有效氯一般高于30%,某化工廠漂白粉2g進(jìn)行上述一系列反應(yīng)進(jìn)行測定,消耗硫代硫酸鈉0.02mol,則其有效氯為___。
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