【題目】燃煤產(chǎn)生的煙氣中含有較多的CO2、CO、SO2等影響環(huán)境的氣體。如何綜合利用這些氣體一直是科研單位研究的熱點。
(1)已知:
反應(yīng) | 熱化學(xué)方程式 | 平衡常數(shù) |
① | 2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH1 | K1 |
② | CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH2 | K2 |
③ | 2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3 | K3 |
則ΔH1=___________(用ΔH2、ΔH3表示);K3=____________(用K1、K2表示)。
(2)針對反應(yīng)①研究發(fā)現(xiàn),該反應(yīng)中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度、投料比[n(H2)/n(CO2)]的變化曲線如圖:
①ΔH1______(填寫“>”或“<”)0;
②若其他條件不變,僅僅增大壓強, 則逆反應(yīng)速率____________(填“增大”、“減小”或“不變”,下同),平衡常數(shù)K____________。
(3)研究發(fā)現(xiàn),催化劑可以促使煙氣CO、SO2轉(zhuǎn)化為CO2、S。反應(yīng)原理為:2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(l) ΔH=-270 kJ·mol-1
①其他條件相同,研究發(fā)現(xiàn),分別選取Fe2O3、NiO、Cr2O3作上述反應(yīng)的催化劑時,SO2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖,研究得出,應(yīng)該選擇Fe2O3作催化劑,主要原因可能是______________;
②若在2 L恒容密閉容器中,將3 mol CO、1 molSO2混合,在一定條件下引發(fā)反應(yīng),當(dāng)SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為40%時,此時K=________;
③向反應(yīng)容器中再分別通入下列氣體,可以使SO2轉(zhuǎn)化率增大的是____(填序號)。
A.CO B.SO2 C.N2 D.H2S E.CO2
(4)一定溫度下,向某體積不變的密閉容器中通入一定量的CO(g)和H2O(g)發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),下列圖像分別代表焓變(ΔH)、混合氣體平均相對分子質(zhì)量()、氣體密度(ρ)、CO2體積分?jǐn)?shù)φ(CO2)與反應(yīng)時間的關(guān)系,其中正確且能表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填序號)。
A. B. C. D.
【答案】ΔH3-2ΔH2 K1K22 < 增大 不變 在相對較低的溫度下可獲得較高的SO2轉(zhuǎn)化率,從而節(jié)約能源 0.44 A D
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律可知:反應(yīng)①=反應(yīng)③-2×反應(yīng)②,可求ΔH1,K3;
(2)①觀察圖象,隨溫度升高,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率逐漸減小,結(jié)合平衡移動原理可知該反應(yīng)為吸熱還是放熱反應(yīng);
②結(jié)合反應(yīng)速率、平衡常數(shù)的影響因素回答即可;
(3)①條件的選擇關(guān)鍵在于在使用較低成本,較少時間,而能夠達(dá)到較高轉(zhuǎn)化率;
②已知起始量3 mol CO、1molSO2,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,代入三段式即可求出各物質(zhì)平衡量,即可求出K;
③結(jié)合平衡移動影響因素選擇恰當(dāng)?shù)奈镔|(zhì);
(4)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,各物質(zhì)濃度、物質(zhì)的量、百分含量等數(shù)據(jù)不再變化,特別注意混合氣體平均相對分子質(zhì)量等相關(guān)物理量的計算。
(1)根據(jù)蓋斯定律可知:反應(yīng)①=反應(yīng)③-2×反應(yīng)②,則ΔH1=ΔH3-2ΔH2,K3=K1×K22;
答案為:ΔH3-2ΔH2;K1K22;
(2)①由圖可知,升高溫度,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH1<0,
答案為:<;
②增大壓強,正逆反應(yīng)速率均增大,K只與溫度有關(guān),平衡常數(shù)K不變;
答案為:增大;不變;
(3)①選擇Fe2O3作催化劑,原因是在相對較低的溫度下可獲得較高的SO2轉(zhuǎn)化率,從而節(jié)約能源;
答案為:在相對較低的溫度下可獲得較高的SO2轉(zhuǎn)化率,從而節(jié)約能源;
②將3 mol CO、1molSO2,因為SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,則△n(SO2)=1 mol×40%=0.4mol,將數(shù)據(jù)代入三段式:因為容積為2L,則平衡時c(CO)=1.1mol/L,c(SO2)=0.3mol/L,c(CO2)=0.4mol/L, 則;
答案為:0.44;
③增加CO濃度,可以使平衡正向移動,進而使SO2轉(zhuǎn)化率增大;
答案為:A;
(4)A. 焓變指可逆反應(yīng)完全反應(yīng)的能量變化,與平衡移動無關(guān),故A錯;
B. 對于反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),由于氣體總質(zhì)量與氣體總物質(zhì)的量在任意時刻均不變,則混合氣體平均相對分子質(zhì)量為定值,故B錯;
C. 對于反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),由于氣體總質(zhì)量與容器體積不變,則氣體密度為定值,故C錯;
D. CO2體積分?jǐn)?shù)平衡前一直改變,平衡后不再變化,可以說明達(dá)到平衡狀態(tài),故D正確;
答案為:D。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān).下列說法不正確的是( 。
A.石油裂解可獲得乙烯,可從煤干餾得到的煤焦油中提取苯
B.衣服中的棉、麻成分都屬于纖維素
C.用純堿制玻璃,用鐵礦石煉鐵都會產(chǎn)生溫室氣體
D.地溝油和礦物油的主要化學(xué)成分相同
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】NaCl是一種化工原料,可以制備一系列物質(zhì)。下列說法正確的是
A.25℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
B.常溫下干燥的Cl2能用鋼瓶貯存,所以Cl2不與鐵反應(yīng)
C.圖4所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)
D.石灰乳與Cl2的反應(yīng)中,Cl2既是氧化劑,又是還原劑
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】銅既能與稀硝酸反應(yīng),也能與濃硝酸反應(yīng),當(dāng)銅與一定濃度硝酸反應(yīng)時,可將方程式表示為:Cu+HNO3 → Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O (方程式未配平,不考慮 2NO2N2O4)。
(1)硝酸在該反應(yīng)中體現(xiàn)的性質(zhì)有__________________。
(2)如果參加反應(yīng)的Cu和HNO3的物質(zhì)的量之比是3:10,寫出并配平該反應(yīng)的離子方程式_________________________。
(3)0.004molCu被硝酸完全溶解后,Cu失去的電子數(shù)是______________,如果得到的NO和NO2物質(zhì)的量相同,則參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量是______________,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下若將收集NO和NO2的集氣瓶倒立于水中,通入一定量的氧氣充分反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)無氣體剩余,則通入O2的體積為________mL;所得溶液(假設(shè)溶質(zhì)不擴散)的物質(zhì)的量濃度是______________________。
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【題目】下列反應(yīng)中不是氧化還原反應(yīng)的是
A. 3Cl2+6KOH===5KCl+KClO3+3H2O
B. CuO+H2Cu+H2O
C. 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
D. 2AgNO3+BaCl2===2AgCl↓+Ba(NO3)2
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【題目】有一種有機物的鍵線式酷似牛,被稱為牛式二烯炔醇(如圖)。下列有關(guān)該化合物的說法不正確的是
A.該分子中含有三種官能團
B.該物質(zhì)能與金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣
C.該分子中甲基上的一氯代物有6種
D.1mol該物質(zhì)最多可與發(fā)生加成反應(yīng)
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【題目】晶體硅是一種重要的非金屬材料,制備高純硅的主要步驟如下:
①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅;
②粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2;
③SiHCl3與過量H2在1000~1100℃反應(yīng)制得純硅。已知SiHCl3能與H2O強烈反應(yīng),在空氣中易自燃。
請回答下列問題。
(1)第①步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為___。
(2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后,經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點31.8℃)中含有少量SiCl4(沸點57.6℃)和HCl(沸點-84.7℃),提純SiHCl3采用的方法為__。
(3)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如圖(熱源及夾持裝置已略去)。
①裝置B中的試劑是__,裝置C中的燒瓶需要加熱,其目的是__;
②反應(yīng)一段時間后,裝置D中觀察到的現(xiàn)象是__,裝置D不能采用普通玻璃管的原因是__,裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__;
③為保證制備純硅實驗的成功,操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性,控制好反應(yīng)溫度以及___;
④為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì),將試樣用稀鹽酸溶解,取上層清液后需再加入的試劑是___(填字母)。
a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液 e.Na2SO3溶液
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【題目】已知反應(yīng),為研究影響該反應(yīng)速率的因素,在不同條件下進行4組實驗,Y、Z的起始濃度為0,反應(yīng)物X的濃度隨反應(yīng)時間的變化情況如圖所示。下列說法不正確的是( )
A.若實驗②、④只改變一個條件,則由實驗②、④得出結(jié)論:升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快
B.若實驗①、②只改變一個條件,則由實驗①、②得出結(jié)論:增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率加快
C.若實驗②、③只改變一個條件,則實驗③使用了催化劑
D.0~10min內(nèi),實驗③的平均速率v(Y)=0.04 mol/(L·min)
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【題目】已知的溶液中的濃度為,請回答下列問題:
(1)下列物質(zhì)能導(dǎo)電的是__________,屬于電解質(zhì)的是__________,屬于非電解質(zhì)的是__________,(填序號)
①氯化鈉晶體 ②氨氣 ③水銀 ④蔗糖 ⑤石墨 ⑥熔融 ⑦空氣 ⑧BaSO4 ⑨稀鹽酸
(2)寫出在水溶解中的電離方程式:_________________;寫出NaHSO4在熔融狀態(tài)下的電離方程式:_______________________________。
(3)溶液與NaHCO3溶液混合有氣泡生成,反應(yīng)的離子方程式_______________
(4)①若與溶液混合后溶液顯中性,請寫出反應(yīng)的離子方程式_________________________________________________________________。
②若與溶液中混合溶液呈堿性,請寫出反應(yīng)的離子方程式___________________________________________________。
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