【題目】以天然氣為原料合成甲醇,有關熱化學方程式如下:
①2CH4(g)+O2(g)==2CO(g)+4H2(g) △H1=-70.8kJmol-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2
③2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g) △H3=-251.0 kJmol-1
(1)反應②的△H2=________kJmol-1;
(2)在體積可變的密閉在器中投入1 mol CO和2 mol H2,在不同條件下發(fā)生反應:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。實驗測得平衡時CH3OH的物質(zhì)的量隨溫度、壓強變化如圖1所示。
①M 點時,H2 的轉化率為_________;壓強: p1_______(填“>”“<”或“=”)p2;
②反應速率:N 點v正(CO) _______(填“>”“<”或“=”)M 點v 逆(CO)
③若壓強為p1、在1L恒容密閉容器中進行上述反應(起始投料不變),在不同溫度下上述反應的平衡常數(shù)的對數(shù)(IgK)如圖2所示。則溫度為506K時,平衡常數(shù)K=____________, B、C、D、E四點中能正確表示該反應的1gK 與T的關系的點為________________。
④若在2L恒容密閉容器中充入x (x>0)mol H2、2 mol CO、和8 mol CH3OH(g),在 506 K下進行上述反應。為了使該反應逆向進行,x的范圍為________________。
(3)某甲醇-空氣燃料電池以KOH溶液為電解質(zhì)溶液。當KOH全部轉化成KHCO3時停止放電,寫出此時負極的電極反應式______________________________。
【答案】 -90.1 50% > < 1 BE 0<x<4 CH3OH+7OH--6e-=HCO3-+5H2O
【解析】本題主要考查影響化學平衡的外界條件、平衡常數(shù)的計算等。
(1)③/2-①/2得反應②的△H2=(△H3-△H1)/2=-90.1kJmol-1。
(2)①M點時,生成0.5mol CH3OH消耗1mol H2,H2的轉化率為1/2=50%;加壓平衡右移,CH3OH的物質(zhì)的量增大,p1時CH3OH的物質(zhì)的量較大,所以壓強:p1>p2。
②M、N點溫度相同,M點壓強較大,所以反應速率:N點v正(CO) <M點v逆(CO)。
③溫度為506K時,1gK=0,平衡常數(shù)K=0。該反應為放熱反應,K隨著溫度升高而減小,所以B、C、D、E四點中能正確表示該反應的1gK與T的關系的點為BE。
④起始濃度c(CO)=1mol/L,c(H2)=0.5xmol/L,c(CH3OH)=4mol/L,濃度商Q==16/x2,為了使該反應逆向進行,要求Q>K,即16/x2>1,x的范圍為0<x<4。
(3)KOH全部轉化成KHCO3,此時負極的電極反應式CH3OH+7OH--6e-=HCO3-+5H2O。
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【題目】化工生產(chǎn)中含Cu2+的廢水常用MnS(s)作沉淀劑,其反應原理為: Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq)
下列有關該反應的推理不正確的是( )
A.該反應達到平衡時:c(Cu2+)=c(Mn2+)
B.CuS的溶解度比MnS的溶解度小
C.往平衡體系中加入少量Cu(NO3)2(s)后,c(Mn2+)變大
D.該反應平衡常數(shù)表達式:K=
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【題目】一種以2 molL-1的Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液的鈉離子電池的總反應如下(P為+5價):NaTi2(PO4)3+Zn+Na2SO4Na3Ti2(PO4)3+ZnSO4下列有關說法正確的是( )
A. 放電時,NaTi2(PO4)3發(fā)生氧化反應
B. 放電時,Na+向鋅棒一極移動
C. 充電時,陽極反應式為[Ti2(PO4)3]+-2e-=[Ti2(PO4)3]3+
D. 充電時,每轉移0. 2 mol電子,陰極增重6.5 g
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【題目】CuCl是有機合成的重要催化劑,并用于顏料、防腐等工業(yè)。工業(yè)上由廢銅料(含Fe、Al及其化合物、SiO2雜質(zhì)),生產(chǎn)CuCl的工藝流程如下:
物質(zhì) | 開始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Cu(OH)2 | 5.6 | 6.7 |
Al(OH)3 | 3.8 | 4.7 |
已知:CuCl溶于NaCl的濃溶液可生成CuCl2-,CuCl2-的溶液用水稀釋后可生成CuCl沉淀。
(1)煅燒的主要目的是:______________________________________。
(2)操作Ⅰ為調(diào)節(jié)溶液的pH值,范圍為___________,加入的物質(zhì)X可以是_________________________ 。
A.CuO B.Cu(OH)2 C .NaOH 溶液 D.CaCO3
(3)濾渣I的主要成分是________,濾渣Ⅱ的主要成分是_________。
(4)往濾液Ⅱ中加入食鹽并通入SO2可生成CuCl-,寫出反應的離子方程式________________________________________________________________________________________ 。
(5)在反應Ⅰ中,加熱并使用濃NaC1溶液,主要目的是_____________________________________________________________________________________ 。
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【題目】工業(yè)上用菱錳礦(MnCO3)[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等雜質(zhì)]為原料制取二氧化錳,其流程示意圖如下:
已知:生成氫氧化物沉淀的pH
Mn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | |
開始沉淀時 | 8.3 | 6.3 | 2.7 | 4.7 |
完全沉淀時 | 9.8 | 8.3 | 3.7 | 6.7 |
Ksp(CuS)=6.3×10-16 Ksp(MnS)= 3×10-14
注:金屬離子的起始濃度為0.1 mol/L
回答下列問題:
(1)含雜質(zhì)的菱錳礦使用前需將其粉碎,主要目的是_________________________。濾渣1的成分是_________,鹽酸溶解MnCO3的離子方程式是_________________________________;
(2)用生石灰而不用NaOH調(diào)節(jié)pH的原因是_______________________________;
(3)濾液2中加入某種物質(zhì)X可以除去Cu2+,最適合的是_______________;
A.MnO2 B.NaOH C.MnS
該反應的離子方程式是____________________________;
(4)將MnCl2轉化為MnO2的一種方法是將酸化的NaClO3溶液氧化Mn2+,請補充并配平下列方程;____Mn2++_____ClO3-+______=____Cl2↑+____MnO2+_________;_________________
(5)將MnCl2轉化為MnO2的另一種方法是電解法。(填“正極”或“負極”或“陰極”或“陽極”)
① MnO2在電解池的__________________(填“正極”或“負極”或“陰極”或“陽極”)生成;
② 若直接電解MnCl2溶液,生成MnO2的同時會產(chǎn)生少量Cl2。檢驗Cl2的操作是_______________。
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【題目】已知100℃時,水的離子積常數(shù)Kw=1×10-12,對于該溫度下pH=l1的氨水,下列敘述正確的是
A. 向該溶液中加入同溫同體積pH=1的鹽酸,反應后溶液呈中性
B. 溫度降低至25℃,該氨水溶液中H2O電離出的H+濃度小于10-11mol/L
C. 該氨水溶液中加入NH4Cl溶液,NH3·H2O的電離能力增強
D. 滴加等濃度等體積的硫酸,得到的溶液中存在電離平衡:NH4HSO4(aq)NH4+(aq)+H+(aq)+SO42-(aq)
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