【題目】H2是一種重要的清潔能源。
(1)已知:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0kJ/mol,
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1kJ/mol,H2還原CO反應(yīng)合成甲醇的熱化學(xué)方程式為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1,則ΔH1=___kJ/mol,該反應(yīng)自發(fā)進行的條件為_____。
A.高溫 B.低溫 C.任何溫度條件下
(2)恒溫恒壓下,在容積可變的密閉容器中加入1molCO和2.2molH2,發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),實驗測得平衡時CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化如圖所示。
①壓強:p1____p2。(填“>”<”或“=”)
②M點時,H2的轉(zhuǎn)化率為_____(計算結(jié)果精確到0.1%), 該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=____(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。
③下列各項能作為判斷該反應(yīng)達到平衡標志的是______(填字母);
A.容器內(nèi)壓強保持不變 B.2v正(H2)=v逆(CH3OH)
C.混合氣體的相對分子質(zhì)量保持不變 D.混合氣體的密度保持不變
(3)H2還原NO的反應(yīng)為2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(1),實驗測得反應(yīng)速率的表達式為v=kcm(NO)·cn(H2)(k是速率常數(shù),只與溫度有關(guān))
①某溫度下,反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的變化關(guān)系如下表所示。
編號 | c(NO)/(mol/L) | c(H2)/(mol/L) | v/(mol·L-1·min-1) |
1 | 0.10 | 0.10 | 0.414 |
2 | 0.10 | 0.20 | 1.656 |
3 | 0.50 | 0.10 | 2.070 |
由表中數(shù)據(jù)可知,m=_____,n=_____。
②上述反應(yīng)分兩步進行:i.2NO(g)+H2(g)=N2(g)+H2O2(1)(慢反應(yīng));ii
A.H2O2是該反應(yīng)的催化劑 B.反應(yīng)i的活化能較高
C.總反應(yīng)速率由反應(yīng)ii的速率決定 D.反應(yīng)i中NO和H2的碰撞僅部分有效
(4)2018年我國某科研團隊利用透氧膜,一步即獲得合成氨原料和合成液態(tài)燃料的原料。其工作原理如圖所示(空氣中N2與O2的物質(zhì)的量之比按4:1計)。工作過程中,膜I側(cè)所得=3,則膜I側(cè)的電極方程式為________。
【答案】-90.1kJ/mol B > 54.5% CD 1 2 BD 12H2O+O2+28e-=12H2+14O2-
【解析】
(1)已知:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0kJ/mol ①
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1kJ/mol ②
①+②得:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1,從而求出ΔH1=-90.1kJ/mol,該反應(yīng)ΔS<0,ΔH1<0,從而得出自發(fā)進行的條件。
(2)①反應(yīng)為體積縮小的可逆反應(yīng),壓強越大,CO的轉(zhuǎn)化率越大,圖中顯示,P1時CO的轉(zhuǎn)化率大,由此可得出p1與p2的關(guān)系。
②從圖中可以看出,M點時,CO的轉(zhuǎn)化率為60%,則CO的物質(zhì)的量的變化量為0.6mol。由此建立三段式的關(guān)系為:
M點時,H2的轉(zhuǎn)化率為,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp= 。
③A.恒壓條件,壓強始終不變,由容器內(nèi)壓強保持不變,不能判斷反應(yīng)是否達平衡;
B.2v正(H2)=v逆(CH3OH),此數(shù)據(jù)表明逆反應(yīng)速率大,平衡逆向移動;
C.混合氣體的質(zhì)量不變,但氣體的物質(zhì)的量減小,相對分子質(zhì)量增大。若相對分子質(zhì)量保持不變,則達平衡狀態(tài);
D.混合氣體的質(zhì)量不變,但體積減小,所以密度增大。若密度不變,則表明達平衡狀態(tài)。
(3)由表中數(shù)據(jù)可知,,由此求出m;,由此求出n。
②A.兩步反應(yīng)加和,雖然H2O2被消掉,但H2O2出現(xiàn)在第一個反應(yīng)的生成物中,所以它不是該反應(yīng)的催化劑;
B.反應(yīng)i是慢反應(yīng),則反應(yīng)的活化能較高;
C.總反應(yīng)速率由慢反應(yīng)的速率決定;
D.反應(yīng)i是慢反應(yīng),說明NO和H2的碰撞僅部分有效。
(4)n(N2):n(O2)= 4:1,=3,則n(H2):n(O2)=12:1,從圖中可以看出,氧元素轉(zhuǎn)化為O2-,氫元素轉(zhuǎn)化為H2,由此可得出膜I側(cè)的電極方程式。
(1)已知:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0kJ/mol ①
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1kJ/mol ②
①+②得:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1,從而求出ΔH1=-90.1kJ/mol,該反應(yīng)ΔS<0,ΔH1<0,從而得出自發(fā)進行的條件是低溫。答案為:B;
(2)①反應(yīng)為體積縮小的可逆反應(yīng),壓強越大,CO的轉(zhuǎn)化率越大,圖中顯示,P1時CO的轉(zhuǎn)化率大,由此可得出p1>p2。答案為:>;
②從圖中可以看出,M點時,CO的轉(zhuǎn)化率為60%,則CO的物質(zhì)的量的變化量為0.6mol。由此建立三段式的關(guān)系為:
M點時,H2的轉(zhuǎn)化率為=54.5%/span>,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp== 。答案為:54.5%;;
③A.恒壓條件,壓強始終不變,由容器內(nèi)壓強保持不變,不能判斷反應(yīng)是否達平衡;
B.2v正(H2)=v逆(CH3OH),此數(shù)據(jù)表明逆反應(yīng)速率大,平衡逆向移動;
C.混合氣體的質(zhì)量不變,但氣體的物質(zhì)的量減小,相對分子質(zhì)量增大。若相對分子質(zhì)量保持不變,則達平衡狀態(tài);
D.混合氣體的質(zhì)量不變,但體積減小,所以密度增大。若密度不變,則表明達平衡狀態(tài)。
由以上分析,可確定CD達平衡狀態(tài)。答案為:CD;
(3)由表中數(shù)據(jù)可知,,由此求出m=1;,由此求出n=2;。答案為:1;2;
②A.兩步反應(yīng)加和,雖然H2O2被消掉,但H2O2出現(xiàn)在第一個反應(yīng)的生成物中,所以它不是該反應(yīng)的催化劑,A錯誤;
B.反應(yīng)i是慢反應(yīng),則反應(yīng)的活化能較高,B正確;
C.總反應(yīng)速率由慢反應(yīng)的速率決定,C錯誤;
D.反應(yīng)i是慢反應(yīng),說明NO和H2的碰撞僅部分有效,D正確。
綜合以上分析,答案為:BD;
(4)n(N2):n(O2)= 4:1,=3,則n(H2):n(O2)=12:1,從圖中可以看出,氧元素轉(zhuǎn)化為O2-,氫元素轉(zhuǎn)化為H2,由此可得出膜I側(cè)的電極方程式12H2O+O2+28e-=12H2+14O2-。答案為:12H2O+O2+28e-=12H2+14O2-。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】利用自然資源制備相關(guān)化學(xué)物質(zhì),下列化學(xué)工藝不可行的是
A.提取食鹽后母液含Br2的液體粗溴純溴
B.石英砂粗硅粗四氯化硅高純硅
C.FeS2SO2H2SO3H2SO4
D.鋁土礦Na[Al(OH)4]溶液Al(OH)3Al2O3鋁
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】我國自主研發(fā)的對二甲苯綠色合成項目取得新進展,其合成過程如圖所示。
下列說法不正確的是
A.丙烯醛分子中所有原子可能共平面B.可用溴水鑒別異戊二烯和對二甲苯
C.對二甲苯的二氯代物有6種D.M能發(fā)生取代,加成,加聚和氧化反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氯化亞銅(CuCl)是白色粉末,微溶于水,酸性條件下不穩(wěn)定,易生成金屬Cu和Cu2+,廣泛應(yīng)用于化工和印染等行業(yè)。某研究性學(xué)習(xí)小組擬熱分解CuCl22H2O制備CuCl,并進行相關(guān)探 究。下列說法不正確的是( )
A.途徑1中產(chǎn)生的Cl2可以回收循環(huán)利用
B.途徑2中200℃時反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Cu2(OH)2Cl22CuO+2HCl↑
C.X氣體是HCl,目的是抑制CuCl22H2O加熱過程可能的水解
D.CuCl與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為:2Cu++4H++SO42-═2Cu+SO2↑+2H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某固體混合物可能由Fe2O3、Fe、Na2SO3、NaBr、AgNO3、BaCl2中的兩種或兩種以上的物質(zhì)組成。某興趣小組為探究該固體混合物的組成,設(shè)計的部分實驗方案如圖所示:
下列說法正確的是
A.氣體A至少含有SO2、H2中的一種
B.固體C可能含有BaSO4或者Ag2SO4
C.該固體混合物中Fe2O3和Fe至少有其中一種
D.該固體混合物一定含有BaCl2,其余物質(zhì)都不確定
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【題目】我國某物理研究所研制出由構(gòu)成的單質(zhì)氣體,已知是一種穩(wěn)定的核素。下列有關(guān)說法不正確的是( )
A.的摩爾質(zhì)量為
B.中所含的中子數(shù)為
C.的體積為
D.的物質(zhì)的量為
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【題目】X、Y、Z、W是四種原子序數(shù)依次增大的短周期元素,W的最外層電子數(shù)為X最外層電子數(shù)的一半,X、Y、Z的原子半徑依次減小,X、Y、Z組成的一種化合物(ZXY)2的結(jié)構(gòu)式為Y≡X—Z—Z—X≡Y。下列說法正確的是
A.(XY)2中X元素的化合價為+3
B.Y的氧化物對應(yīng)的水化物是強酸
C.化合物W(Y3)2中只含有離子鍵
D.X和Z組成的化合物中不可能所有原子都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鋅是人體必需的微量元素,明朝《天工開物》中有世界上最早的關(guān)于煉鋅技術(shù)的記載;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)Zn原子的價電子排布式為____________,在周期表中位置為________________。
(2)硫酸鋅溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①組成[Zn(NH3)4]SO4的元素中,除H外其余元素的第一電離能由大到小排序為________________________。
②在[Zn(NH3)4]SO4溶液中滴加NaOH溶液,未出現(xiàn)渾濁,其原因是___________________________。
③已知[Zn(NH3)4]2+的空間構(gòu)型與SO42-相同,則在[Zn(NH3)4]2+中Zn2+的雜化類型為________。
④以下作用力在[Zn(NH3)4]SO4晶體中存在的有________。
A.離子鍵 B.極性共價鍵 C.非極性共價鍵
D.配位鍵 E.范德華力 F.金屬鍵
(3)ZnS晶胞結(jié)構(gòu)如圖(已知a為硫離子,b為鋅離子)所示,ZnS晶體的熔點約為1 700 ℃。
①已知晶體密度為ρ g·cm-3,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。則1個ZnS晶胞的體積為________cm3。
②ZnO與ZnS結(jié)構(gòu)相似,熔點為1 975 ℃,其熔點較高的原因是_____________________________。
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