【題目】甲醇是重要的化工原料,又可作為燃料。工業(yè)上利用合成氣(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:
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-58kJ/mol
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol
回答下列問題:
(1)已知反應(yīng)①中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵 | H-H | C-O | C=O | H-O | C-H |
E/(kJ/mol) | a | b | c | d | x |
則x=______。(用含表中字母的代數(shù)式表示)
(2)若將lmolCO2和2molH2充入容積為2L的恒容密閉容器中,在兩種不同溫度下發(fā)生反應(yīng)②。測(cè)得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。
①曲線Ⅰ、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KⅠ_____KⅡ(填“>或“=”或“<”)
②一定溫度下,能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是______。
a.容器中壓強(qiáng)不變
b.甲醇和水蒸氣的體積比保持不變
c.v正(H2)=3v逆(CH3OH)
d.2個(gè)C=O斷裂的同時(shí)有3個(gè)H-H形成
③若5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),H2的轉(zhuǎn)化率為90%,則用CO2表示的平均反應(yīng)速率為_____,該溫度下的平衡常數(shù)為_____,若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是____。
a.升高溫度 b.使用合適的催化劑 c.充入He d.按原比例再充入CO2和H2
【答案】 1/3(2a+c-b-d)+33 > a,c,d 0.06mol/(L·min) 450 d
【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律有:方程①=方程②-方程③,所以△H1=-58kJ/mol-(+41kJ/mol)=-99 kJ/mol
),又△H1=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=(c+2a)-(3x+b+d),所以x= 1/3(2a+c-b-d)+33。
(2) ①、曲線Ⅱ先達(dá)到平衡,所以Ⅱ?qū)?yīng)的溫度比Ⅰ的溫度高,對(duì)于反應(yīng)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-58KJ/mol來說,降溫平衡正向移動(dòng),平衡常數(shù)增大,即KⅠ>KⅡ。
②、該反應(yīng)中氣體分子個(gè)數(shù)前后發(fā)生變化,容器中壓強(qiáng)不變,說明氣體的分子個(gè)數(shù)不再變化,可以說明反應(yīng)已達(dá)平衡,a正確;如果開始投入的起始原料只有反應(yīng)物或只有生成物且按化學(xué)計(jì)量數(shù)投料,則反應(yīng)中甲醇和水蒸氣的體積比始終是一個(gè)定值,無法說明反應(yīng)是否平衡,b錯(cuò)誤;v逆(H2)=3v逆(CH3OH),若反應(yīng)已達(dá)平衡則有v正(H2)= v逆(H2),所以v正(H2)=3v逆(CH3OH)可說明反應(yīng)已達(dá)平衡,c正確;2個(gè)C=O斷裂的同時(shí)有3個(gè)H-H形成,兩個(gè)速率方向相反,且符合化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,可以說明已達(dá)平衡,d正確。故能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是a,c,d。
③、5min時(shí)v(H2)=2mol×0.9÷2L÷5min=0.18 mol/(L·min),所以v(CO2)= v(H2)/3=0.06 mol/(L·min)。利用三段模式方法計(jì)算得到平衡時(shí)CO2、H2、CH3OH、H2O的濃度分別為:0.2mol/L、0.1mol/L、0.3mol/L、0.3mol/L,所以K=(0.3×0.3)/(0.2×0.13)=450。升溫,平衡逆向移動(dòng),甲醇產(chǎn)率降低;催化劑不影響平衡的移動(dòng),對(duì)甲醇的產(chǎn)率無影響;恒容條件下充入He,反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不變,平衡不移動(dòng),對(duì)甲醇的產(chǎn)率無影響;按原比例再充入CO2和H2,相當(dāng)于在等效平衡的基礎(chǔ)上增壓,平衡正向移動(dòng),甲醇的產(chǎn)率增大,故選答案d。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有關(guān)生物體細(xì)胞組成元素的敘述,錯(cuò)誤的是( )
A. 在不同生物的體細(xì)胞內(nèi),組成它們的化學(xué)元素種類大體相同
B. 組成細(xì)胞的最基本元素是C
C. 在同一生物的不同體細(xì)胞內(nèi),各種化學(xué)元素的含量相同
D. 組成生物體細(xì)胞的化學(xué)元素,在無機(jī)自然界中都能找到
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【題目】化工生產(chǎn)中含Cu2+的廢水常用MnS(s)作沉淀劑,其反應(yīng)原理為: Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq)
下列有關(guān)該反應(yīng)的推理不正確的是( 。
A.該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí):c(Cu2+)=c(Mn2+)
B.CuS的溶解度比MnS的溶解度小
C.往平衡體系中加入少量Cu(NO3)2(s)后,c(Mn2+)變大
D.該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式:K=
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【題目】在體積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA (g) +yB (g) zC (g),圖I表示200℃時(shí)容器中A、B、C物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化,圖Ⅱ表示不同溫度下平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)隨起始n (A): n (B)的變化關(guān)系則下列結(jié)論正確的是
A. 200℃時(shí),反應(yīng)從開始到平衡的平均速率v(B)=0.04 molL-1min-1
B. 圖Ⅱ所知反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g)的ΔH<0,且a=2
C. 若在圖Ⅰ所示的平衡狀態(tài)下,再向體系中充入He,重新達(dá)到平衡前v正>v逆
D. 200℃時(shí),向容器中充入2 mol A 和1 mol B,達(dá)到平衡時(shí),A 的體積分?jǐn)?shù)小于50%
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【題目】金屬鋁在酸性或堿性溶液中均可與NO3-發(fā)生氧化還原反應(yīng),轉(zhuǎn)化關(guān)系如下:
請(qǐng)回答下列問題:
(1) 氣體D 與F 反應(yīng)可生成鹽,該鹽的化學(xué)式為_________。
(2) C、E排入大氣中會(huì)造成大氣污染,在催化劑存在下,D可以將C、E轉(zhuǎn)化為無毒的氣態(tài)單質(zhì),該單質(zhì)的結(jié)構(gòu)式是___________。
(3) 氣體D轉(zhuǎn)化為氣體C 的化學(xué)方程式__________。
(4) Al 與NO3-在酸性條件下反應(yīng),Al與被還原的NO3-的物質(zhì)的量之比是_____________。
(5) Al 與NO3-在堿性條件下反應(yīng)的離子方程式為_____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】利用圖示裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>
溶液a | 固體b | 溶液c | 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證 | ||
A | 濃硝酸 | NaHCO3 | Na2SiO3 | 非金屬性:N>C>Si | |
B | 濃鹽酸 | KMnO4 | Na2S | 氧化性:KMnO4>Cl2>S | |
C | 濃鹽酸 | CaCO3 | NaAlO2 | 酸性:HCl>H2CO3>Al(OH)3 | |
D | 濃氨水 | CaO | 酚酞溶液 | NH3·H2O是弱堿 |
A. A B. B C. C D. D
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【題目】一種以2 molL-1的Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液的鈉離子電池的總反應(yīng)如下(P為+5價(jià)):NaTi2(PO4)3+Zn+Na2SO4Na3Ti2(PO4)3+ZnSO4下列有關(guān)說法正確的是( )
A. 放電時(shí),NaTi2(PO4)3發(fā)生氧化反應(yīng)
B. 放電時(shí),Na+向鋅棒一極移動(dòng)
C. 充電時(shí),陽極反應(yīng)式為[Ti2(PO4)3]+-2e-=[Ti2(PO4)3]3+
D. 充電時(shí),每轉(zhuǎn)移0. 2 mol電子,陰極增重6.5 g
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】CuCl是有機(jī)合成的重要催化劑,并用于顏料、防腐等工業(yè)。工業(yè)上由廢銅料(含Fe、Al及其化合物、SiO2雜質(zhì)),生產(chǎn)CuCl的工藝流程如下:
物質(zhì) | 開始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Cu(OH)2 | 5.6 | 6.7 |
Al(OH)3 | 3.8 | 4.7 |
已知:CuCl溶于NaCl的濃溶液可生成CuCl2-,CuCl2-的溶液用水稀釋后可生成CuCl沉淀。
(1)煅燒的主要目的是:______________________________________。
(2)操作Ⅰ為調(diào)節(jié)溶液的pH值,范圍為___________,加入的物質(zhì)X可以是_________________________ 。
A.CuO B.Cu(OH)2 C .NaOH 溶液 D.CaCO3
(3)濾渣I的主要成分是________,濾渣Ⅱ的主要成分是_________。
(4)往濾液Ⅱ中加入食鹽并通入SO2可生成CuCl-,寫出反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________________________ 。
(5)在反應(yīng)Ⅰ中,加熱并使用濃NaC1溶液,主要目的是_____________________________________________________________________________________ 。
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