【題目】甲醇被稱為2l世紀(jì)的新型燃料,工業(yè)上通過(guò)下列反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O為原料來(lái)制備甲醇.
(1)將1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入容積為10L的反應(yīng)室,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖:
①已知100℃時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5min,則用H2表示的平均反應(yīng)速率為 .
②在其它條件不變的情況下升高溫度,化學(xué)平衡常數(shù)將(填“增大”“減小”或“不變”).
③圖中的P1P2(填“<”、“>”或“=”),100℃時(shí)平衡常數(shù)為 .
④保持反應(yīng)體系為100℃,5min后再向容器中沖入H2O,H2各0.5mol,化學(xué)平衡將向移動(dòng)(填“向左”“向右”或“不”).
(2)在壓強(qiáng)為0.1MPa條件下,將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)發(fā)生反應(yīng)Ⅱ:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
①該反應(yīng)的△H0,△S0(填“<”、“>”或“=”).
②若容器容積不變,下列措施可以提高CO轉(zhuǎn)化率的是 .
A.升高溫度
B.將CH3OH(g)從體系中分離出來(lái)
C.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大
D.再充入1mol CO和3mol H2 .
【答案】
(1)0.030mol?L﹣1?min﹣1;增大;<;2.25×10﹣2;向左
(2)<;<;BD
【解析】解:第(1)問(wèn):①由100℃平衡CH4的轉(zhuǎn)化率為0.5可知,消耗CH4為1mol×0.5=0.5mol,平衡時(shí)甲烷的濃度變化量為: =5×10﹣2mol/L,根據(jù)甲烷與氫氣的計(jì)量數(shù)關(guān)系,則:v(H2)=3v(CH4)=3× =0.030molL﹣1min﹣1 ,
所以答案是:0.030molL﹣1min﹣1;②通過(guò)圖表可知當(dāng)溫度相同時(shí),p2→p1時(shí),甲烷的轉(zhuǎn)化率提高,平衡向正向移動(dòng),正向?yàn)闅怏w系數(shù)增大的反應(yīng),根據(jù)減小壓強(qiáng)平衡向系數(shù)增大的方向移動(dòng)可得出p1<p2;當(dāng)壓強(qiáng)為p1時(shí),升高溫度,甲烷的轉(zhuǎn)化率提高,平衡向正向移動(dòng),所以正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),所以升高溫度平衡常數(shù)變大,所以答案是:增大;③由圖可知溫度相同時(shí),到達(dá)平衡時(shí),壓強(qiáng)為P1的CH4轉(zhuǎn)化率高,正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),甲烷的轉(zhuǎn)化率降低,故壓強(qiáng)P1<P2 ,
CH4(g) | + | H2O(g) | = | CO(g) | + | 3H2(g) | |
初始濃度: | 0.1 | 0.2 | 0 | 0 | |||
變化濃度: | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.15 | |||
平衡濃度: | 0.05 | 0.15 | 0.05 | 0.15 |
100℃時(shí)平衡常數(shù)= (mol/L)2=2.25×10﹣2 (mol/L)2 ,
所以答案是:<;2.25×10﹣2;④保持反應(yīng)體系為100℃,5min后再向容器中沖入H2O、H2各0.5mol,Qc= =4×10﹣2>K,所以平衡向左移動(dòng),所以答案是:向左;
第(2)問(wèn):①混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇,則說(shuō)明正反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以△H<0;正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),氣體的物質(zhì)的量越多,其熵越大,所以△S<0,所以答案是:<;<;②A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向吸熱方向移動(dòng),即向逆反應(yīng)方向移動(dòng),甲醇的產(chǎn)率降低,故A錯(cuò)誤;
B.將CH3OH(g)從體系中分離,產(chǎn)物的濃度降低,平衡向正反應(yīng)移動(dòng),甲醇的產(chǎn)率增加,故B正確;
C.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大,容器容積不變,反應(yīng)混合物各組分濃度不變,平衡不移動(dòng),甲醇的產(chǎn)率不變,故C錯(cuò)誤;
D.再充入1mol CO和3mol H2 , 可等效為壓強(qiáng)增大,平衡向體積減小的方向移動(dòng),即向正反應(yīng)方向移動(dòng),甲醇的產(chǎn)率增加,故D正確,
所以答案是:BD.
【考點(diǎn)精析】通過(guò)靈活運(yùn)用化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征,掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征:“等”即 V正=V逆>0;“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡,平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行;“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變;“變”即條件改變,平衡被打破,并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡;與途徑無(wú)關(guān),外界條件不變,可逆反應(yīng)無(wú)論是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,都可建立同一平衡狀態(tài)(等效)即可以解答此題.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖表示不同溫度下水溶液中c(H+)與c(OH﹣)的關(guān)系,下列判斷正確的是( )
A.兩條曲線上任意點(diǎn)均有c(H+)×c (OH﹣)=Kw
B.T<25
C.b點(diǎn)和c點(diǎn)pH均為6,溶液呈酸性
D.只采用升溫的方式,可由a點(diǎn)變成d點(diǎn)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】室溫下,在一定體積pH=12的Ba(OH)2溶液中逐滴加入一定物質(zhì)的量濃度的NaHSO4溶液,當(dāng)溶液中的Ba2+恰好完全沉淀時(shí),溶液pH=11.若體積可以加和,則V(Ba(OH)2):V( NaHSO4)為( )
A.1:1
B.1:2
C.1:3
D.1:4
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】根據(jù)問(wèn)題填空:
(1)將a mol鈉和a mol鋁一同投入m g足量水中,請(qǐng)用兩個(gè)離子方程式表示有關(guān)生成H2的變化: . 該溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 .
(2)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4升的密閉容器中充入CO2和CO混合氣體,其密度為10/7g/L,加入足量Na2O2充分振蕩并不斷用點(diǎn)火花點(diǎn)燃至完全反應(yīng),則容器中存在molO2 , molNa2CO3 .
(3)取一定量的鎂鋁合金,用足量鹽酸溶解后,再加入過(guò)量的NaOH溶液,然后濾出沉淀物,加強(qiáng)熱灼燒,最后得到白色粉末,干燥后稱量,這些粉末與原合金的質(zhì)量相等,則合金中鋁的質(zhì)量百分含量為 .
(4)已知2Fe2++Br2=2Fe3++2Br﹣ , 2Br﹣+Cl2=2Cl﹣+Br2 . 往100mLFeBr2溶液中緩慢通入2.24升氯氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況),結(jié)果溶液中有三分之一的Br﹣被氧化成Br2 . 求原FeBr2的物質(zhì)的量濃度 .
(5)部分氧化的Fe﹣Cu合金樣品(氧化物為Fe2O3、CuO)共5.76g,經(jīng)如圖處理:
根據(jù)題中條件計(jì)算V= .
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用pH試紙測(cè)定某無(wú)色溶液的pH時(shí),規(guī)范的操作是( )
A. 將pH試紙放入溶液中觀察其顏色變化,跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較
B. 將溶液倒在pH試紙上,跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較
C. 用干燥的潔凈玻璃棒蘸取溶液,滴在pH試紙上跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較
D. 試管內(nèi)放少量溶液,煮沸,把pH試紙放在管口,觀察顏色,跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在某BaCl2溶液中通入SO2氣體,未見(jiàn)沉淀生成;若先通入SO2氣體,再通入另一種氣體,則可看到沉淀生成;這種氣體不可能是( )
A. Cl2B. NH3C. HClD. SO3(氣體)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】設(shè)NA表示阿伏伽德羅常數(shù),下列說(shuō)法中正確的是( )
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4LSO3所含的分子數(shù)為NA
B.49g硫酸中所含氧原子的數(shù)目為2NA
C.1molNH4+所含質(zhì)子數(shù)為10NA
D.0.5L 0.2 molL﹣1硫酸鈉溶液中含有的SO42﹣離子數(shù)目為0.2NA
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某無(wú)色廢水中可能含有Fe3+、Al3+、Mg2+、Na+、NO3﹣、Cl﹣、SO42﹣離子中的幾種,為分析其成分,分別取廢水樣品100mL,進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn),其操作和有關(guān)現(xiàn)象如圖:
回答下列問(wèn)題:
(1)焰色反應(yīng)的操作步驟簡(jiǎn)記為洗、燒、蘸、燒、洗,洗鉑絲的試劑是(寫名稱),若采用焰色反應(yīng)檢測(cè)K+時(shí),觀察火焰焰色時(shí)必須要透過(guò)觀察.
(2)實(shí)驗(yàn)中需配制1.0mol/L的NaOH溶液100mL,所需儀器除燒杯、玻璃棒、托盤天平、量筒、藥匙、膠頭滴管,還缺少的儀器為 .
(3)實(shí)驗(yàn)③中沉淀量由A→B過(guò)程中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 .
(4)經(jīng)分析,該溶液中肯定存在的陽(yáng)離子有 .
(5)現(xiàn)補(bǔ)充第④組實(shí)驗(yàn):另取100mL廢水,加入硝酸酸化,再滴入AgNO3溶液,未見(jiàn)白色沉淀生成,則該廢水中一定存在的陰離子除SO42﹣還有 .
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法不正確的是( )
A.測(cè)定中和熱實(shí)驗(yàn)的玻璃儀器只需燒杯、量筒和溫度計(jì)
B.用25mL堿式滴定管量取13.50mLNa2CO3溶液
C.用10mL量筒量取5.5mL硫酸溶液
D.用廣泛pH試紙測(cè)得某堿溶液的pH為12
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