【題目】天然氣、煤炭氣(CO、H2)的研究在世界上相當普遍。其中天然氣和二氧化碳可合成二甲醚,二甲醚與水蒸氣制氫氣作為燃料電池的氫能源,比其他制氫技術更有優(yōu)勢.主要反應為:
①CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g);△H=37kJmol-1
②CH3OH(g)+H2O(g)3H2(g)+CO2(g);△H=49kJmol-1
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);△H=41.3kJmol-1
其中反應③是主要的副反應,產生的CO對燃料電池Pt電極有不利影響.
請回答下列問題:
(1)二甲醚可以通過天然氣和CO2合成制得,該反應的化學方程式為______________.
(2)CH3OCH3(g)與水蒸氣制氫氣的熱化學方程式為______________.
(3)下列采取的措施和解釋正確的是______________(填字母).
A.反應過程在低溫進行,可減少CO的產生
B.增加進水量,有利于二甲醚的轉化,并減少CO的產生
C.選擇在高溫具有較高活性的催化劑,有助于提高反應②CH3OH的轉化率
D.體系壓強升高,雖然對制取氫氣不利,但能減少CO的產生
(4)煤炭氣在一定條件下可合成燃料電池的另一種重要原料甲醇,反應的化學方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);△H<0.現將10molCO與20molH2置于密閉容器中,在催化劑作用下發(fā)生反應生成甲醇,CO的平衡轉化率(α)與溫度、壓強的關系如圖所示.
①自反應開始到達平衡狀態(tài)所需的時間tA________tB(填“大于”“小于”或“等于”).
②A、C兩點的平衡常數KA____KC(填“大于”“小于”或“等于”).
【答案】 3CH4+CO2→2CH3OCH3 CH3OCH3(g)+3H2O(g) 6H2(g)+2CO2(g) ΔH=+135kJ·mol-1 ABD 大于 大于
【解析】(1)二甲醚可以通過天然氣和CO2合成制得,反應的化學方程式為:3CH4+CO2-→2CH3OCH3,故答案為:3CH4+CO2-→2CH3OCH3;
(2)①CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g)△H=37kJmol-1;
②CH3OH(g)+H2O(g)3H2(g)+CO2(g)△H=49kJmol-1;
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=41.3kJmol-1;
依據蓋斯定律①+②×2得到,CH3OCH3(g)與水蒸氣制氫氣的熱化學方程式為:CH3OCH3(g)+3H2O(g)6H2(g)+2CO2(g)△H=135 kJmol-1;故答案為:CH3OCH3(g)+3H2O(g)6H2(g)+2CO2(g)△H=135 kJmol-1;
(3)A.反應①②③是吸熱反應,反應過程在低溫進行,化學平衡逆向進行,一氧化碳減少,可減少CO的產生,故A正確;
B.增加進水量,對反應①起到促進作用,對③起到抑制作用,所以有利于二甲醚的轉化,并減少CO的產生,故B正確;
C.選擇在高溫具有較高活性的催化劑,加快反應速率,但不能改變化學平衡,不能提高反應②CH3OH的轉化率,故C錯誤;
D.體系壓強升高,對反應②反應逆向進行,對制取氫氣不利,二氧化碳和氫氣量減小,對反應③逆向進行,能減少CO的產生,故D正確;故答案為:ABD;
(4)反應開始至平衡,依據圖象分析可知一氧化碳轉化率在B點轉化率大于A點的轉化率,反應速率快,需要時間短,所以tA>tB;AC點轉化率相同,但C點溫度高于A點,化學平衡是放熱反應,升高溫度,平衡逆向進行,C點的平衡常數小于A點;即KA>KC,故答案為:大于;大于。
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【題目】原子序數為1-18號的元素中,下列敘述正確的是
A.I A族都是金屬元素
B.II A族都是金屬元素
C.最外層只有2個電子的元素一定是金屬元素
D.核電荷數為17的元素的原子在化學反應中容易失去1個電子
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【題目】硫酸亞鐵是重要的亞鐵鹽,在農業(yè)上用作農藥,主要治小麥黑穗病,還可以用作除草劑;在工業(yè)上用于染色、制造藍黑墨水和木材防腐等.
(1)新制的綠礬(FeSO47H2O)是淺綠色的,但在空氣中極易變成黃色或鐵銹色的堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4],寫出該反應的化學方程式: .
(2)已知FeSO4在不同條件下分解得到產物不同,可能是FeO和SO3 , 也可能是Fe2O3、SO3和SO2;SO3熔點是16.8℃,沸點是44.8℃.
某研究性學習小組擬用下列裝置進行實驗探究“在加熱條件下FeSO4的分解產物”.
上述裝置Ⅲ和Ⅳ用來檢驗氣體產物.試回答下列問題:
①Ⅱ裝置燒杯中水的溫度應控制在(選填“0℃、25℃、50℃”),裝置Ⅱ的作用是 .
②裝置Ⅲ中的試劑可以是(選填序號,下同),現象是 , 則證明氣體產物中含有SO3; 裝置Ⅳ中的試劑可以是 .
A.2mol/LNa2CO3溶液 B.品紅溶液
C.0.5mol/L BaCl2溶液 D.0.5mol/LBa(NO3)2
E.0.01mol/L KMnO4溶液 F.淀粉碘化鉀溶液
③裝置V中試劑為NaOH溶液,發(fā)生反應的離子方程式為 .
④為了檢驗固體產物成分,取反應后的固體于試管中,加稀硫酸溶解,將所得溶液分成兩份,進行如下實驗:
操作步驟 | 預期實驗現象 | 預期實驗結論 |
向其中一份溶液中加入 | 固體中含有Fe2O3 | |
向另一份溶液中滴加2滴黃色K3[Fe(CN)6]溶液 | 產生藍色沉淀 |
⑤若用22.8g FeSO4固體做實驗,完全分解后,得到11.2g固體,其中Fe2O3的質量分數=
(精確到0.1%)
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【題目】下圖表示自然界中的氮循環(huán),相關說法正確的是
A. “雷電作用”中發(fā)生的反應是:N2+ 2O22NO2
B. “人工固氮”過程中,氮元素一定被還原
C. ①中涉及的反應可能有:2NO2-+O2 = 2NO3-
D. ②中涉及的反應可能有:2NO3-+12H+ = N2+ 6H2O
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【題目】下列說法正確的是( )
A.凡是分子組成相差一個或幾個“CH2”原子團的物質,彼此一定是同系物
B.兩種化合物的組成元素相同,各元素質量分數也相同,則兩者一定是同分異構體
C.質子數相同,中子數不同的粒子,互為同位素
D.組成元素的質量分數相同,且相對分子質量也相同的不同化合物互為同分異構體
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【題目】某烴完全燃燒時,消耗的氧氣與生成的CO2體積比為3∶2,該烴能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,也能使溴水褪色,則該烴的分子式可能為
A. C3H4 B. C2H4 C. C2H6 D. C6H6
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【題目】羰基硫(COS)可用于合成除草劑、殺草丹等農藥。H2S與CO2在高溫下反應可制得COS: H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g) △H > 0。在 2 L 容器中充入一定量的H2S和CO2發(fā)生上述反應,數據如下:
下列判斷不正確的是
A. K1=l/81 B. K2=K3 且n3=2n2
C. 初始反應速率:實驗3 >實驗2 >實驗1 D. 實驗2中平衡時的c(COS)約為0.0286 mol·L-1
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【題目】在兩個燒杯中各加入相同體積且濃度均為3 mol·L-1的硫酸溶液,隨后分別置于天平左右兩個托盤上,調節(jié)天平使之平衡,此時向兩燒杯中分別加入10.8 g鎂與鋁,反應完畢后天平兩端將會( )
A. 放鋁的一端托盤上升 B. 放鎂的一端托盤上升
C. 仍保持平衡 D. 無法確定
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【題目】已知2X2(g)+Y2(g)2Z(g)ΔH=-a kJ·mol-1(a>0),在一個容積固定的密閉容器中加入2 mol X2和1 mol Y2,在500 ℃時充分反應達平衡后Z的濃度為W mol·L-1,放出熱量b kJ。
(1)此反應平衡常數表達式為___________;若將溫度降低到300 ℃,則反應平衡常數將________(填“增大”“減少”或“不變”)。
(2)若原容器中只加入2 mol Z,500 ℃充分反應達平衡后,吸收熱量c kJ,則Z濃度________W mol·L-1(填“>”“<”或“=”),b、c間的關系為________。(用a、b、c表示)。
(3)能說明反應已達到平衡狀態(tài)的是________。
a.單位時間內消耗1molY2的同時消耗了2molZ b.容器內的密度保持不變
c. v逆(X2)=2v正(Y2) d.容器內壓強保持不變
e.混合氣體的平均式量保持不變 f.Y2和X2的轉化率相等
(4)若將上述容器改為恒壓容器(反應器開始體積相同),相同溫度下起始加入2 mol X2和1 mol Y2,達到平衡后,Y2的轉化率將________(填“變大”“變小”或“不變”)。
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