【題目】煤的氣化可以減少環(huán)境污染,而且生成的CO和H2被稱作合成氣,能合成很多基礎(chǔ)有機(jī)化工原料。
(1)一定條件下,H2 、CO在體積固定的絕熱密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g),下列選項(xiàng)能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)的有________。
A.v(H2)=2v(CO)
B.平衡常數(shù)K不再隨時(shí)間而變化
C.混合氣體的密度保持不變
D.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化
(2)工業(yè)可采用CO與H2反應(yīng)合成再生能源甲醇,反應(yīng):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),在一容積可變的密閉容器中充有10 mol CO和20 mol H2,在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇。CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T )、壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如下圖1所示。
①合成甲醇的反應(yīng)為________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。
②A、B、C三點(diǎn)的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為________,p1和p2的大小關(guān)系為______。
③若達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí),容器的體積為10 L,則在平衡狀態(tài)B時(shí)容器的體積為_______ L。
④ CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T )、壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如上圖2所示,實(shí)際生產(chǎn)時(shí)條件控制在250 ℃ 、1.3×104 kPa左右,選擇此壓強(qiáng)的理由是_________________。
【答案】(1) B D
(2)① 放熱 ② KA=KB>KC p1<p2 ③ 2
④ 在1.3×104 kPa下,CO的轉(zhuǎn)化率已較高,再增大壓強(qiáng),CO的轉(zhuǎn)化率提高不大,生產(chǎn)成本卻增加
【解析】
試題分析:(1)A.v(H2)=2v(CO),沒有正逆反應(yīng)速率,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;B.該反應(yīng)過程中有能量變化,在絕熱密閉容器中,若反應(yīng)發(fā)生,容器中的溫度發(fā)生變化,K也發(fā)生變化,當(dāng)平衡常數(shù)K不再隨時(shí)間而變化時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),正確;C.在體積固定的密閉容器中,質(zhì)量和體積始終保持不變,混合氣體的密度始終保持不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;D.該反應(yīng)左右氣體系數(shù)和不相等,根據(jù)M=m÷n,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化時(shí)說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),正確;答案選BD。
(2)①根據(jù)圖1,升高溫度,CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),而升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),所以合成甲醇的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
②由圖1可知,A、B兩點(diǎn)是等溫點(diǎn),而C點(diǎn)溫度大于A、B點(diǎn),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,化學(xué)平衡常數(shù)降低,所以A、B、C三點(diǎn)的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為KA=KB>KC。從P1到P2,CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),該反應(yīng)的正反應(yīng)為系數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡向系數(shù)減小的方向移動(dòng),所以p1<p2。
③密閉容器中充有10 mol CO和20 mol H2,若達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡時(shí)CO為5mol,氫氣為10mol,甲醇為5mol,總物質(zhì)的量為20mol,在平衡狀態(tài)B時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為80%,則平衡時(shí)CO為2mol,氫氣為4mol,甲醇為8mol,總物質(zhì)的量為14mol,A、B兩點(diǎn)的溫度相同,化學(xué)平衡常數(shù)不變,設(shè)容器的體積為V,則0.5÷(0.5×1)=8/V÷2/V×(4/V)2,解得V=2。
④在1.3×104 kPa下,CO的轉(zhuǎn)化率已較高,再增大壓強(qiáng),CO的轉(zhuǎn)化率提高不大,生產(chǎn)成本卻增加,所以實(shí)際生產(chǎn)時(shí)條件控制在250 ℃ 、1.3×104 kPa左右。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上可由乙苯生產(chǎn)苯乙烯:,下列說法正確的是( )
A. 該反應(yīng)的類型為消去反應(yīng)
B. 乙苯的同分異構(gòu)體共有三種
C. 可用Br2/CCl4鑒別乙苯和苯乙烯
D. 乙苯和苯乙烯分子內(nèi)共平面的碳原子數(shù)均為7
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)與能量的說法中不正確的是( )
A.反應(yīng)Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3H2O+8H2O過程中的能量變化情況符合如圖
B.氫氧燃料電池的總反應(yīng)為:2H2+O2=2H2O
C.化學(xué)平衡狀態(tài)指的是反應(yīng)物和生成物濃度不再改變時(shí)的狀態(tài)
D.催化劑既能加快化學(xué)反應(yīng)速率,又能提高原料利用率或轉(zhuǎn)化率
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為了探究Cl2、SO2同時(shí)通入H2O中發(fā)生的反應(yīng),某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)該化學(xué)興趣小組同學(xué)為制取Cl2和SO2氣體,現(xiàn)采用Na2SO3與70%的濃硫酸為原料制取SO2,采用MnO2和濃鹽酸(12mol/L)為原料制取Cl2。在此實(shí)驗(yàn)中,F(xiàn)儀器的作用是:______________;發(fā)生裝置B應(yīng)選擇三種裝置中的___________(填序號(hào))。
(2)D裝置中主要反應(yīng)的離子方程式為__________________。
(3)為驗(yàn)證通入D裝置中過量的氣體是Cl2還是SO2氣體,興趣小組的同學(xué)準(zhǔn)備了以下試劑:①氯化鐵溶液 ②氯化亞鐵溶液 ③硫氰化鉀溶液 ④品紅溶液 ⑤酸性高錳酸鉀溶液。
A.若Cl2過量:取適量D中溶液滴加至盛有______(選填一個(gè)序號(hào))試劑的試管內(nèi),再加入_____(選填一個(gè)序號(hào))試劑,發(fā)生的現(xiàn)象是:____________________;
B.若SO2過量:取適量D中溶液滴加至盛有______(選填一個(gè)序號(hào))試劑的試管內(nèi),發(fā)生的現(xiàn)象是:____________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】分子式為C4H6O5的有機(jī)物A有如下性質(zhì)( )
①1mol A+2mol NaOH→正鹽,②A+RCOOH或ROH有香味的物質(zhì)(R為烴基),③1mol A1.5mol氣體,④A的分子內(nèi)脫水產(chǎn)物(不是環(huán)狀化合物)可使溴水褪色.
根據(jù)以上信息,對(duì)A的結(jié)構(gòu)判斷錯(cuò)誤的是( )
A.肯定沒有碳碳雙鍵
B.有兩個(gè)羧基
C.肯定有醇羥基
D.有RCOOR'結(jié)構(gòu)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】二氧化碳的回收利用是環(huán)保領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。
(1)在太陽能的作用下,以CO2為原料制取炭黑的流程如右圖所示?偡磻(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)有一種用CO2生產(chǎn)甲醇燃料的方法:CO2+3H2CH3OH+H2O。已知298K和101KPa條件下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l) △H=-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-b kJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l) △H=-c kJ·mol-1,
則CH3OH(l)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱△H=___________________。
(3)CO2經(jīng)過催化氫化合成低碳烯烴,合成乙烯反應(yīng)為
2CO2 (g)+ 6H2(g)CH2= CH2(g) +4H2O(g) △H<0
在恒容密閉容器中充入2 mol CO2和n mol H2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng),CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比的關(guān)系如右圖所示。
①平衡常數(shù)KA KB
②T K時(shí),某密閉容器發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測得各物質(zhì)的濃度如下:
時(shí)間(min) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
H2(g) | 6.00 | 5.40 | 5.10 | 9.00 | 8.40 | 8.40 |
CO2(g) | 2.00 | 1.80 | 1.70 | 3.00 | 2.80 | 2.80 |
CH2=CH2(g) | 0 | 0.10 | 0.15 | 3.20 | 3.30 | 3.30 |
20~30 min間只改變了某一條件,根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是
A.通入一定量H2B.通入一定量CH2=CH2
C.加入合適催化劑 D.縮小容器體積
畫出CH2=CH2的濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化曲線。
(4)在催化劑M的作用下,CO2和H2同時(shí)發(fā)生下列兩個(gè)反應(yīng)
A.2CO2 (g)+ 6H2(g)CH2= CH2(g) +4H2O(g) △H< 0
B.2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H< 0
上圖是乙烯在相同時(shí)間內(nèi),不同溫度下的產(chǎn)率,則高于460℃時(shí)乙烯產(chǎn)率降低的原因不可能是
A.催化劑M的活性降低 B.A反應(yīng)的平衡常數(shù)變大
C.生成甲醚的量增加 D.B反應(yīng)的活化能增大
(5)Na2CO3溶液也通常用來捕獲CO2。常溫下,H2CO3的第一步、第二步電離常數(shù)分別約為Ka1=4×10-7 ,Ka2=5×10-11,則0.5mol·L-1的Na2CO3溶液的pH等于 (不考慮第二步水解和H2O的電離)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】吸煙是人類的一種不良嗜好,也是生活環(huán)境中的特殊大氣污染源,它對(duì)人體健康危害極大,據(jù)分析吸煙生成的物質(zhì)至少有700多種,其中大部分為有毒有害物質(zhì).危害最大的物質(zhì)中有兩種是尼古丁和苯并芘,前者的成人致死量約為40~60mg,相當(dāng)于一包香煙產(chǎn)生的尼古丁的總量;后者是最強(qiáng)的致癌物之一.它們的結(jié)構(gòu)簡式分別為:
下列有關(guān)尼古丁或苯并芘的敘述正確的是( )
A.尼古丁的分子式為C10H14N2
B.尼古丁分子中的所有原子都在同一平面上
C.苯并芘的分子式為C20H18
D.苯并芘分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)單元,是苯的同系物
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