【題目】某化工廠生產(chǎn)新型清潔燃料甲醚(CH3-O-CH3)的流水線反應原理為:在 10L 的反應容器內(nèi)進行的反應①的化學平衡常數(shù)表達式為K=[CO][H2]/[H2O]。反應②的熱化學方程式為:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)+Q。反應③為:CO2+NH3+H2O→NH4HCO3,完成下列填空:
(1)反應①的方程式為______。經(jīng)3min反應容器內(nèi)的水蒸氣從20.0mol變?yōu)?2.0mol,則此 3min 內(nèi) CO 的平均反應速率V(CO)=______。
(2)能判斷反應①已達化學平衡狀態(tài)的是(選填編號)______。
A.在消耗 n 摩爾氫氣的同時產(chǎn)生 n 摩爾的水
B.容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
C.容器內(nèi)所有的物質(zhì)的總物質(zhì)的量保持不變
D.化學反應速率:V(逆)(H2O)=V(正)(CO)
(3)已知升高溫度,反應②的化學平衡常數(shù)會減小,則反應②的熱化學方程式中的Q(選填“>”或“<”)______0。該反應的逆反應速率V(逆)隨時間 t 變化的關(guān)系如圖一所示,則在 t2時改變的反應條件是______。
(4)在不同溫度下,反應容器內(nèi)甲醚(CH3OCH3)的濃度c(CH3OCH3)隨時間t 變化的狀況如圖二所示。則反應溫度 T1(選填“>”、“=”或“<”)______T2。
(5)若反應③得到的是一種純凈常見化肥的溶液。經(jīng)測定溶液中也存在 NH3H2O 分子和CO32-離子,試用化學用語表示產(chǎn)生這兩種微粒的原因:______,______。相同溫度下,都為 0.1mol/L的 NaHCO3溶液甲和 NH4HCO3溶液乙相比較,溶液中c(CO32-)甲(選填“>”、“=”或“<”)甲______乙。
【答案】C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) 0.6mol/(Lmin) B、D > 增大壓強(或壓縮反應容器體積) < NH4HCO3=NH4++HCO3-,NH4++H2ONH3H2O+H+ HCO3-H++CO32 >
【解析】
(1)根據(jù)反應①的平衡常數(shù)表達式,CO和H2是生成物,H2O(g)是反應物,再由元素守恒配平方程式,根據(jù)v=計算化學反應速率;
(2)可逆反應達到平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相等,反應體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變;
(3)升高溫度,反應②的化學平衡常數(shù)會減小,說明溫度升高不利于反應正向進行,根據(jù)圖象,t2時刻速率突然增大,并且不斷增大,然后趨于平衡;
(4)溫度升高,化學反應速率加快,到達平衡的時間縮短,據(jù)此判斷;
(5)根據(jù)影響鹽類水解的因素分析。
(1)根據(jù)反應①的平衡常數(shù)表達式可知CO和H2是生成物,H2O(g)是反應物,所以方程式為:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);經(jīng)3min反應容器內(nèi)的水蒸氣從20.0mol變?yōu)?/span>2.0mol,即△n(H2O)=20.0mol-2.0mol=18mol,根據(jù)方程式,則△n(CO)=△n(H2O)=18mol,所以v(CO)==0.6mol/(Lmin),故答案為:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);0.6mol/(Lmin);
(2)A.在消耗n摩爾氫氣的同時產(chǎn)生n摩爾的水,整個反應過程都是如此,不能判斷化學平衡,故A錯誤;
B.容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量數(shù)值上=,反應前后氣體m改變,n改變,所以容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量改變,當其不變時可以說明化學平衡,故B正確;
C.容器內(nèi)所有的物質(zhì)的總物質(zhì)的量保持不變,由于整個反應前后,反應物和生成物的總物質(zhì)的量始終不變,不可以說明化學平衡,故C錯誤;
D.反應到達平衡時,v正=v逆,則v(逆)(H2O)=v(正)(H2O),根據(jù)方程式可知v(正)(CO)=v(正)(H2O),所以v(逆)(H2O)=v(正)(CO)可以說明化學平衡,故D正確,
故答案為:B、D;
(3)升高溫度,反應②的化學平衡常數(shù)會減小,說明溫度升高不利于反應正向進行,正反應放熱,所以Q>0;根據(jù)圖象,t2時刻速率突然增大,并且不斷增大,然后趨于平衡,可判斷為增大壓強(或壓縮反應容器體積),
故答案為:>;增大壓強(或壓縮反應容器體積);
(4)溫度升高,化學反應速率加快,到達平衡的時間縮短,則溫度T2>T1,
故答案為:<;
(5)反應③得到的是一種純凈常見化肥的溶液,產(chǎn)生NH4HCO3,溶液中也存在NH3H2O分子和CO32-離子,為NH4+水解得到NH3,HCO3-電離得到CO32-,所以有:NH4HCO3=NH4++HCO3-,NH4++H2ONH3H2O+H+,HCO3-H++CO32-,相同溫度下,都為0.1mol/L的NaHCO3溶液甲和NH4HCO3溶液乙相比較,由于雙水解促進鹽類水解,導致NH4HCO3中HCO3-進一步降低,則電離出更少的CO32-,則c(CO32-)甲>乙,
故答案為:NH4HCO3=NH
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【題目】合理利用和轉(zhuǎn)化PCl5、NO2、SO2、CO、NO等污染性氣體是環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。
(1)已知:P4(s) + 6Cl2(g) = 4PCl3(g) △H1= c kJmol-1
P4(s) +10Cl2(g) = 4PCl5(g) △H2= d kJmol-1
PCl3、PCl5分子的結(jié)構(gòu)如圖,其中實線表示化學鍵。若斷開PCl5分子中1mol P-Cl鍵,平均消耗x kJ的能量,斷開PCl3中1mol P-Cl鍵消耗1.2x kJ的能量。
①寫出PCl3與Cl2反應的熱化學方程式_______。(熱值用c、d表示)
②斷開1mol的Cl-Cl鍵消耗的能量為________。
(2)NOx的排放主要來自于汽車尾氣,利用反應:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH = -34.0 kJmol-1 ;用活性炭對NO進行吸附。已知在恒壓密閉容器中加入足量的C和一定量的NO氣體,測得NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖2所示:
①由圖2可知,反應在溫度1050K之前,NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大,其原因是_______;在1100K時,CO2的體積分數(shù)為___。
②用物質(zhì)的平衡分壓代替其物質(zhì)的量濃度也可以表示化學平衡常數(shù)(記作Kp)。在1050K、1.1×106Pa時,該反應的化學平衡常數(shù)Kp=________。[已知:氣體分壓P分=氣體總壓(P總)×氣體物質(zhì)的量分數(shù)]
(3)反應N2O4(g)2NO2(g) ΔH > 0 ,在一定條件下N2O4與NO2的消耗速率與各自的分壓有如下關(guān)系:υ(N2O4)=k1·p(N2O4);υ(NO2)=k2·p2(NO2)。其中k1、k2是與溫度有關(guān)的常數(shù),相應的速率與N2O4或NO2的分壓關(guān)系如圖3所示。
①在T℃時,圖3中M、N點能表示該反應達到平衡狀態(tài),理由是________。
②改變溫度,υ(NO2)會由M點變?yōu)?/span>A、B或C,υ(N2O4)會由N點變?yōu)?/span>D、E或F,當升高到某一溫度時,反應重新達到平衡,NO2和N2O4相對應的點分別是___、 ___(填字母)
(4)據(jù)報道,以二氧化碳為原料采用特殊的電極電解強酸性的二氧化碳水溶液可得到多種燃料,其原理如圖4所示。
①a極發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應。
②電解時,b極上生成乙烯的電極反應為________。
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【題目】甲醇既是基本有機化工原料,又可作為燃料用于替代礦物燃料。
(1)工業(yè)上合成甲醇的反應為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。下表所列數(shù)據(jù)是該反應在不同溫度下的化學平衡常數(shù)(K)。
溫度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
平衡常數(shù)K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
由表中數(shù)據(jù)判斷該反應為 ________反應(填“吸熱”或“放熱”)。 某溫度下,將2 molCO和6 molH2充入2 L的密閉容器中充分反應,達到平衡后,測得c(CO)=0.2 mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為______,此時的溫度為______(從表中選擇)。
(2)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3kJ/mol
則反應CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH= _____________ kJ/mol(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(3)現(xiàn)以甲醇燃料電池,采用電解法來處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2O72)時,實驗室利用如圖裝置模擬該法:
①N電極的電極反應式為 ___________________________________。
②請完成電解池中Cr2O72轉(zhuǎn)化為Cr3+的離子反應方程式:
Cr2O72 + ______ Fe2+ + ______ = ______ Cr3+ + ______ Fe3+ + ______
(4)處理廢水時,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去,當c(Cr3+)=1×105 mol/L時,Cr3+沉淀完全,此時溶液的pH=______。(已知:Ksp=6.4×1031,lg2=0.3)
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【題目】一定溫度下,在2 L固定容積的密閉容器中發(fā)生反應: 2N2O5(g)4NO2(g) + O2(g)ΔH>0。反應物和部分生成物的物質(zhì)的量隨反應時間變化的曲線如圖所示。下列說法中正確的是
A.曲線a表示NO2的物質(zhì)的量隨反應時間的變化
B.0-20 s內(nèi)平均反應速率v(N2O5) = 0.1 mol·(L·s)-1
C.10 s時,正、逆反應速率相等,達到平衡
D.20 s時,正反應速率大于逆反應速率
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【題目】工業(yè)制純堿的化學史上,侯德榜使用而索爾維法沒有使用的反應原理的化學方程式是( )
A.CO2+NaCl+NH3+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl
B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
C.CaO+2NH4Cl→CaCl2+2NH3↑+H2O
D.NaHCO3+NH3+NaCl→Na2CO3+NH4Cl↓
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【題目】設 NA 為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法錯誤的是( )
A.標準狀況下,80g SO3 所含的原子數(shù)為 4NA
B.過氧化鈉與水反應時,生成 0.1molO2 轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為 0.2NA
C.1mol N2、3mol H2 混合反應,當生成 0.1mol NH3 時,轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為 0.3NA
D.100mL 0.1molL-1 的 Na2S 溶液,含有的陰離子數(shù)目為 0.01NA
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【題目】常溫下,將0.1 mol·L-1氫氧化鈉溶液與0.06 mol·L-1硫酸溶液等體積混合,該混合溶液的pH等于
A.1.7B.2.0C.12.0D.12.4
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【題目】將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上,一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗,在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。導致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少;卮鹣铝袉栴}:
(1)液滴邊緣是_______(填“正”或“負”)極區(qū),發(fā)生的電極反應為____________________________。
(2)液滴中的Cl-由_______區(qū)向_______區(qū)遷移(填“b”或“a”)。
(3)在b區(qū)出現(xiàn)鐵銹環(huán)的原因是液滴下的Fe因發(fā)生氧化反應而被腐蝕,生成的Fe2+_____________________進一步氧化、脫水形成鐵銹。
(4)若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液,則負極發(fā)生的電極反應為___________________________。
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【題目】下列實驗能達到實驗目的是( )
序號 | 實驗內(nèi)容 | 實驗目的 |
A | 室溫下,用pH試紙測定濃度為0.1mol·L-1NaClO溶液和0.1mol·L-1CH3COONa溶液的pH | 比較HClO和CH3COOH的酸性強弱 |
B | 向FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl的溶液平衡體系中加入少量KCl固體 | 說明增加生成物濃度,平衡逆向移動 |
C | 向盛有AgCl懸濁液的試管中滴加0.1mol·L-1NaI溶液,濁液變黃 | 證明相同溫度下, KSP(AgCl)>KSP(AgI) |
D | 酸式滴定管中硫酸液面在20.00mL,將滴定管中液體全部放出 | 量取20.00mL硫酸溶液 |
A.AB.BC.CD.D
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