【題目】豐富的CO2完全可以作為新碳源,解決當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的碳源(石油和天然氣)到本世紀中葉將枯竭的危機。
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2和H2在230℃催化劑條件下轉(zhuǎn)化生成甲醇(CH3OH)蒸汽和水蒸氣CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下圖表示恒壓容器中充入1mol CO2和3 mol H2,轉(zhuǎn)化率達50%時的能量變化示意圖。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。
(2)另外工業(yè)上還可用CO和H2制備甲醇。 反應(yīng)為CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),
某溫度下,在容積為2L的恒容密閉容器中進行該反應(yīng),其相關(guān)數(shù)據(jù)見下圖:
① t min至2t min時速率變化的原因可能是 ;
② 3t min時對反應(yīng)體系采取了一個措施,至4t min時CO的物質(zhì)的量為0.5mol,請完成上圖CO的曲線。
(3)CO2在一定條件下,還可以與H2合成二甲醚:
2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)。
將2.5 mol H2與b mol CO2置于容積為1 L的密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),達到平衡狀態(tài)時,測得實驗數(shù)據(jù)如下表:
① 降溫時,上述平衡向_________方向移動(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)。
②表中x、y的大小關(guān)系為_________。
A.x=y(tǒng) B.x>y C.x<y D.無法判斷
③表中x、y、z、w對應(yīng)的平衡常數(shù)分別為Kx、Ky、Kz、Kw,它們之間的大小關(guān)系為___________________。
【答案】(1)(1)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH =-39.2 kJ·mol-1
(2)①升溫或使用了催化劑(加壓不得分,因為題干已給出“恒容”)
②
(3)①正反應(yīng)
②B
③Kx>Kz>Ky=Kw
【解析】
試題分析:
(1)①根據(jù)圖可知1mol CO2和3mol H2轉(zhuǎn)化率達50%時放熱23-3.4=19.6KJ,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);△H=-=-39.2kJmol-1,故答案為:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g);△H=-39.2 kJmol-1;
(2)①t min時刻各組分的物質(zhì)的量未變,而后反應(yīng)速率加快,由于題干已給定容器容積為2L,所以可能是使用了催化劑或升高溫度。故答案為:使用了催化劑或升高溫度;②3tmin時改變條件后,甲醇的物質(zhì)的量增大、氫氣物質(zhì)的量減小,說明改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動,3tmin時CO的物質(zhì)的量為0.4mol,當(dāng)改變條件使平衡正向移動在4tmin達到新平衡時CO的物質(zhì)的量為0.5mol,平衡右移而反應(yīng)物CO的物質(zhì)的量反而增大,說明3tmin時所改變的條件是加入了CO。3tmin至4tmin時氫氣物質(zhì)的量減小0.2mol,則反應(yīng)消耗的CO為0.1mol,而4tmin時CO的物質(zhì)的量為0.5mol,則3tmin時CO物質(zhì)的量為0.6mol,即在3tmin時采取的措施是加入0.2molCO。故CO的變化曲線為:
(3)①CO2起始物質(zhì)的量為1.25mol時,溫度低,CO2的轉(zhuǎn)化率越大,說明降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,故答案為:正反應(yīng);②CO2起始物質(zhì)的量為1.25mol時,溫度越高,CO2的轉(zhuǎn)化率越小,說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng),故w<32,x>33,由于CO2(g)、H2(g)按物質(zhì)的量1:3反應(yīng),H2(g)物質(zhì)的量為2.5mol,所以CO2的物質(zhì)的量(b)越大,CO2的轉(zhuǎn)化率越小,則y<w,綜合上述分析可知x>33>32>w>y,故答案為B。③平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù),溫度不變,平衡常數(shù)K值不變,通過上述分析可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以升高溫度平衡逆向移動,平衡常數(shù)K值減小,所以有Kx>Kz>Ky=Kw。故答案為Kx>Kz>Ky=Kw。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】中學(xué)化學(xué)中幾種常見物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(圖中部分反應(yīng)物或生成物及反應(yīng)條件未列出)。
已知:A、B、C、D是單質(zhì),其余是化合物。其中B、D是常見金屬,且組成B的元素屬于過渡元素。又知A在C中點燃有蒼白色火焰,M既可溶于鹽酸又可溶于NaOH溶液。請回答下列問題:
(1)W的電子式是 。
(2)寫出N的化學(xué)式 ,并任寫一種N的主要用途 。
(3)寫出下列反應(yīng)的離子方程式:
反應(yīng)① 。
反應(yīng)③ 。
K溶液和過量氨水反應(yīng) 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】溴乙烷在不同溶劑中與NaOH發(fā)生不同類型的反應(yīng),生成不同的反應(yīng)產(chǎn)物。某同學(xué)依據(jù)溴乙烷的性質(zhì),用下圖實驗裝置(鐵架臺、酒精燈略)驗證取代反應(yīng)和消去反應(yīng)的產(chǎn)物,請你一起參與探究。
實驗操作Ⅰ:在試管中加入5 mL 1 mol/L NaOH溶液和5 mL溴乙烷,振蕩。
實驗操作II:將試管如圖固定后,水浴加熱。
(1)用水浴加熱而不直接用酒精燈加熱的原因是________。
(2)觀察到___________現(xiàn)象時,表明溴乙烷與NaOH溶液已完全反應(yīng)。
(3)鑒定生成物中乙醇的結(jié)構(gòu),可用的波譜是_____。
(4)為證明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中發(fā)生的是消去反應(yīng),在你設(shè)計的實驗方案中,需要檢驗的是____,檢驗的方法是 (需說明:所用的試劑、簡單的實驗操作及預(yù)測產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象)。
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【題目】氫能是發(fā)展中的新能源,它的利用包括氫的制備、儲存和應(yīng)用三個環(huán)節(jié);卮鹣铝袉栴}:
(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點是_________(至少答出兩點)。但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠低于燃料電池,寫出堿性氫氧燃料電池的負極反應(yīng)式:____________。
(5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4,同時獲得氫氣:Fe+2H2O+2OHFeO42+3H2↑,工作原理如圖1所示。裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色的FeO42,鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高,鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知:Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定,易被H2還原。
①電解一段時間后,c(OH)降低的區(qū)域在_______(填“陰極室”或“陽極室”)。
②電解過程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出,其原因是_______。
③c( Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2,任選M、N兩點中的一點,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:_____________。
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【題目】水是人類賴以生存不可缺少的物質(zhì),水質(zhì)優(yōu)劣直接影響人體健康,為了探究水質(zhì)優(yōu)劣,某綜合實驗小組來自來水廠參觀,了解到源水處理成自來水的工藝流程示意圖如圖所示:
提供的試劑:飽和K2CO3溶液、NaOH溶液、Ba(NO3)2溶液、75%的乙醇、生石灰、CCl4、BaCl2溶液
(1)天然水中溶解的氣體主要有 、 。硬度為1°的水是指每升水含10mg CaO或與之相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)(如7.1mg MgO)。某天然水中c(Ca2+)=1.2×10﹣3molL﹣1,c(Mg2+)=6×10﹣4molL﹣1,則此水的硬度為 。
(2)為除去源水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3﹣、Cl﹣、SO42﹣等離子,選出a所代表的試劑,按加入的順序依次為 (只填化學(xué)式)。
(3)天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可以是 ,其凈水作用的原理是 。
(4)金礦開采、冶煉和電鍍工業(yè)會產(chǎn)生大量含氰化合物的污水,其中含氰化合物以HCN、CN﹣和金屬配離子M(CN)mn的形式存在于水中.測定污水中含氰化合物含量的實驗步驟如下:
Ⅰ.水樣預(yù)處理:水樣中加入磷酸和EDTA,在pH<2的條件下加熱蒸餾,蒸出所有的HCN,并用NaOH溶液吸收。
Ⅱ.滴定:將吸收液調(diào)節(jié)至pH>ll.以“試銀靈”作指示劑,用AgNO3標準溶液滴定,終點時溶液由黃色變成橙紅色,反應(yīng)的離子方程式為:Ag++2CN﹣═[Ag(CN)2]﹣。
根據(jù)以上知識回答下列問題。
①水樣預(yù)處理的目的是 。
②水樣預(yù)處理的裝置如圖所示,細導(dǎo)管插入吸收液中的目的是 。蒸餾瓶比吸收液面要高,其原因是 。
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【題目】一定溫度下,反應(yīng)A2(g)+B2(g)2AB(g)達到平衡的標志是 ( )
A.混合氣體中各物質(zhì)的濃度相等。
B.單位時間內(nèi)生成2nmolAB同時生成nmolB2 。
C.單位時間內(nèi)生成nmolA2同時生成nmolB2 。
D.單位時間內(nèi)生成nmolA2同時生成nmolAB 。
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【題目】Ⅰ.某實驗小組對H2O2的分解做了如下探究。下表是該實驗小組研究影響H2O2分解速率的因素時記錄的一組數(shù)據(jù),將質(zhì)量相同但狀態(tài)不同的MnO2分別加入盛有15 ml 5%的H2O2溶液的大試管中,并用帶火星的木條測試,結(jié)果如下:
(1)寫出上述實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(2)實驗結(jié)果表明,催化劑的催化效果與 有關(guān)。
Ⅱ. 經(jīng)研究知Cu2+對H2O2分解也具有催化作用,為比較Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果,某研究小組的同學(xué)分別設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗;卮鹣嚓P(guān)問題:
(3)定性分析:如圖甲可通過觀察 ,定性比較得出結(jié)論。有同學(xué)提出將FeCl3改為Fe2(SO4)3更為合理,其理由是 。
(4)定量分析:如圖乙所示,實驗時均以生成40 mL氣體為準,其他可能影響實驗的因素均已忽略。圖中儀器A的名稱為 ,實驗中需要測量的數(shù)據(jù)是 。
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【題目】下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)或應(yīng)用的說法正確的是
A.晶體硅是光纖制品的主要化學(xué)成分 B.合金至少含兩種以上的金屬元素
C.膠體可產(chǎn)生丁達爾效應(yīng) D.石油分餾可獲得乙烯、丙烷和丙烯
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