【題目】工業(yè)上一般在恒容密閉容器中采用下列反應(yīng)合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)+Q
32、能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是(填字母序號,下同)________。
A.生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等 | B.混合氣體的密度不變 |
C.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變 | D.CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化 |
33、下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。
溫度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①由表中數(shù)據(jù)判斷該反應(yīng)Q________(填“>”、“=”或“<”)0;
②某溫度下,將2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密閉容器中,充分反應(yīng)后,達(dá)到平衡時(shí)測得c(CO)=0.2 mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為________,此時(shí)的溫度為________。
34、要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是________。
a.升溫 b.加入催化劑 c.增加CO的濃度 d.加入H2加壓
e.加入惰性氣體加壓 f.分離出甲醇
35.尋找合適的催化劑來改善上述合成甲醇的條件一直是研究課題,F(xiàn)分別對X、Y、Z三種催化劑進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(其他條件均相同):
① X在T1℃時(shí)催化效率最高,能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍;
② Y在T2℃時(shí)催化效率最高,能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍;
③ Z在T3℃時(shí)催化效率最高,能使逆反應(yīng)速率加快約1×106倍;
已知:T1>T2>T3,根據(jù)上述信息,你認(rèn)為在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇的適宜催化劑并簡述理由:___________________________________________________。
【答案】CD > 80% 250℃ df 選Z,溫度要求低,反應(yīng)速率快
【解析】
32.可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等(同種物質(zhì))或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比(不同物質(zhì)),平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化,由此衍生的一些物理量不變,以此分析;
33.①升高溫度,平衡向吸熱方向移動,據(jù)此分析該反應(yīng)△H;
②根據(jù)平衡時(shí)一氧化碳的物質(zhì)的量,可以計(jì)算出其變化量,進(jìn)而計(jì)算出一氧化碳的轉(zhuǎn)化率;根據(jù)三段式計(jì)算出該反應(yīng)的平衡常數(shù),找出對應(yīng)溫度;
34.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,則使平衡向正反應(yīng)方向移動,且不能是增大CO的濃度來改變平衡;
35.因?yàn)?/span>T1>T2>T3,所以溫度越低平衡常數(shù)越大,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大,又催化劑同等程度加快反應(yīng)速率,因此據(jù)此可以選出既能在低溫下作用又能加快反應(yīng)速率的催化劑。
32.A.無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),生成CH3OH的速率與消耗CO的速率始終相等,所以不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù),錯誤;
B.混合物的質(zhì)量始終不變,容器的體積不變,所以混合氣體的密度始終不變,所以不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù),錯誤;
C.反應(yīng)前后,混合氣體的物質(zhì)的量改變,氣體的質(zhì)量不變,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),混合氣體的相對平均分子質(zhì)量不變,所以能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù),正確;
D.反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化,所以能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù),正確;故選CD;
33.①升高溫度,平衡向吸熱方向移動,根據(jù)表格知,溫度越高,化學(xué)平衡常數(shù)越小,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng),即△H<0,而放出的熱量Q>0;
②平衡時(shí)一氧化碳的物質(zhì)的量=0.2mol/L×2L=0.4mol,轉(zhuǎn)化率=×100%=×100%=80%;
CO(g)+2H2(g)≒CH3OH(g)單位為mol/L
反應(yīng)開始(mol/L) 1 3 0
反應(yīng)(mol/L) 0.8 1.6 0.8
平衡(mol/L) 0.2 1.4 0.8
平衡常數(shù)K==2.04,所以溫度是250℃;
34.a.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,故錯誤;
b.催化劑對平衡移動無影響,故錯誤;
c.增加CO的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動,但CO的轉(zhuǎn)化率降低,故錯誤;
d.加入H2加壓,平衡向正反應(yīng)方向移動,一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大,故正確;
e.加入惰性氣體加壓,參加反應(yīng)的氣體壓強(qiáng)不變,平衡不移動,故錯誤;
f.分離出甲醇,平衡向正反應(yīng)方向移動,一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大,故正確;
故選df;
35.因?yàn)?/span>T1>T2>T3,所以溫度越低平衡常數(shù)越大,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大,又催化劑同等程度加快反應(yīng)速率,所以既能在低溫下作用又能加快反應(yīng)速率的催化劑最好選用Z。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室用環(huán)己醇脫水的方法合成環(huán)己烯,該實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示:
可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
相對分子質(zhì)量 | 密度/(g·cm-3) | 沸點(diǎn)/℃ | 溶解性 | |
環(huán)已醇 | 100 | 0.9618 | 161 | 微溶于水 |
環(huán)已烯 | 82 | 0.8102 | 83 | 難溶于水 |
按下列實(shí)驗(yàn)步驟回答問題:
Ⅰ.產(chǎn)物合成
在a中加入10.0g環(huán)己醇和2片碎瓷片,冷卻攪拌下慢慢加入1mL濃硫酸,b中通入冷卻水后,開始緩慢加熱a,控制餾出物的溫度接近90℃。
(l)碎瓷片的作用是__;
(2)a中發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為___;本實(shí)驗(yàn)最容易產(chǎn)生的有機(jī)副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為__。
Ⅱ.分離提純
將反應(yīng)粗產(chǎn)物倒入分液漏斗中,依次用少量5%碳酸鈉溶液和水洗滌,分離后加入無水氯化鈣顆粒,靜置一段時(shí)間后棄去氯化鈣,最終通過操作X得到純凈的環(huán)己烯,稱量,其質(zhì)量為4.1g。
Ⅲ.產(chǎn)物分析及產(chǎn)率計(jì)算
(3)①核磁共振氫譜可以幫助鑒定產(chǎn)物是否為環(huán)己烯,環(huán)己烯分子中有___種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。
②本實(shí)驗(yàn)所得環(huán)己烯的產(chǎn)率是___。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定條件下,通過下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l) ΔH
(1)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH1=-566kJmol-1;S(l)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-296 kJmol-1,則反應(yīng)熱ΔH=___kJmol-1。
(2)其他條件相同、催化劑不同時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖a所示。260℃時(shí)___(填“Fe2O3”、“NiO”或“Cr2O3”)作催化劑反應(yīng)速率最快。Fe2O3和NiO作催化劑均能使SO2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高,不考慮價(jià)格因素,選擇Fe2O3的主要優(yōu)點(diǎn)是___。
(3)科研小組在380℃、Fe2O3作催化劑時(shí),研究了不同投料比[n(CO):n(SO2)]對SO2轉(zhuǎn)化率的影響,結(jié)果如圖b所示。請分析當(dāng)n(CO):n(SO2)=1:1時(shí),SO2轉(zhuǎn)化率接近50%的原因___。
(4)工業(yè)上還可用Na2SO3溶液吸收煙氣中的SO2:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。某溫度下用1.0molL-1Na2SO3溶液吸收純凈的SO2,當(dāng)溶液中c(SO32-)降至0.2molL-1時(shí),吸收能力顯著下降,應(yīng)更換吸收劑。此時(shí)溶液中c(HSO3-)約為___molL-1,溶液的pH=___。(已知該溫度下亞硫酸的平衡常數(shù)Ka1=1.75×10-2,Ka2=1.25×10-7)
(5)用Na2SO3溶液吸收硫酸工業(yè)尾氣中的二氧化硫,將所得的混合液進(jìn)行電解循環(huán)再生,這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法。其中陰、陽離子交換膜組合循環(huán)再生機(jī)理如圖所示。請寫出該電解過程中,陰極區(qū)發(fā)生反應(yīng)的方程式:___。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室用乙醇、濃磷酸和溴化鈉反應(yīng)來制備溴乙烷,其反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)的裝置如下(反應(yīng)需要加熱,圖中省去了加熱裝置):
H3PO4(濃)+NaBrNaH2PO4+HBr、CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
有關(guān)數(shù)據(jù)見下表:
乙醇 | 溴乙烷 | 溴 | |
狀態(tài) | 無色液體 | 無色液體 | 深紅色液體 |
密度g/mL | 0.79 | 1.44 | 3.1 |
沸點(diǎn)/℃ | 78.5 | 38.4 | 59 |
(1)A中放入沸石的作用是___。
(2)儀器B的名稱為___,B中進(jìn)水口為___(填“a”或“b”)口。
(3)實(shí)驗(yàn)中用滴液漏斗代替分液漏斗的優(yōu)點(diǎn)為:___。
(4)制取氫溴酸時(shí),為什么不能用濃H2SO4代替濃磷酸?___(用化學(xué)方程式表示)。
(5)將C中的餾出液轉(zhuǎn)入三角燒瓶中,邊振蕩邊逐滴滴入濃H2SO4以除去水等雜質(zhì),滴加濃硫酸約1~2mL,使溶液明顯分層,再用分液漏斗分去硫酸層,將經(jīng)硫酸處理后的溴乙烷轉(zhuǎn)入蒸餾瓶,水浴加熱蒸餾,收集到35~40℃餾分約10.0g,從乙醇的角度考慮,本實(shí)驗(yàn)所得溴乙烷的產(chǎn)率是___。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】全釩電池以惰性材料做電解,在電解質(zhì)溶液中發(fā)生的總反應(yīng)式為:VO2+(藍(lán)色)+H2O+V3+(紫色) VO2+(黃色)+ V2+(綠色)+2H+,下列說法正確的是( )
A.當(dāng)電池放電時(shí),VO2+離子被氧化
B.放電過程中,正極附近溶液的pH變大
C.充電時(shí),陽極附近溶液由綠色逐漸變?yōu)樽仙?/span>
D.放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為:VO2+ +2H+ +2e- =VO2+ +H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某有機(jī)物的蒸氣跟足量O2混合點(diǎn)燃,充分反應(yīng)后生成CO24.48L(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)和5.4 g H2O。下列關(guān)于該有機(jī)物的說法正確的是
A.該有機(jī)物中肯定不含氧元素
B.分子中C、H、O個(gè)數(shù)比為1∶3∶1
C.若該有機(jī)物中含氧元素,則該有機(jī)物一定為乙醇
D.若該有機(jī)物的相對分子質(zhì)量為30,則該有機(jī)物一定是乙烷
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)中,有機(jī)產(chǎn)物只有一種的是
A.乙醇與氧氣在銅催化下的氧化反應(yīng)
B.丙烯(CH3CH=CH2)與HBr的加成反應(yīng)
C.甲苯在一定條件下發(fā)生硝化生成一硝基甲苯的反應(yīng)
D.異戊二烯()與等物質(zhì)的量的Br2發(fā)生加成反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化學(xué)環(huán)分解氯化銨的純堿和氯乙烯集成清潔工藝如下:
(1)“釋氨反應(yīng)”步驟可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng):
NH4Cl(s)≒ NH3(g)+HCl(g) ΔH=163.57 kJ/mol
MgO(s)+ HCl(g) ≒ MgOHCl(s) ΔH=-102.23 kJ/mol
則總反應(yīng)NH4Cl(s)+MgO(s)≒NH3(g)+MgOHCl(s) ΔH=____kJ/mol
(2)“釋氯反應(yīng)”可能的化學(xué)反應(yīng)有:
i. MgOHCl(s)≒MgO(s)+ HCl(g) ΔH=+97.50 kJ/mol
ii. MgOHCl(s)+ HCl(g)≒MgCl2(s)+H2O(g) ΔH=+2.89 kJ/mol
iii. MgCl2(s)+ H2O(g)=MgO(s)+2HCl(g) ΔH=+94.61 kJ/mol
圖為“釋氯反應(yīng)”在不同溫度下各組分的平衡組成,回答下列問題
①應(yīng)選擇的最佳反應(yīng)溫度是___________
②500°C時(shí),釋氯反應(yīng)器的壓強(qiáng)為P,計(jì)算該溫度下反應(yīng)i的平衡常數(shù)Kp=___________ (Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))
③結(jié)合平衡移動原理,原料氣增加水蒸氣的目的是___________
(3)“氯乙烯反應(yīng)”中,(g)+HCl(g)CH2=CHCl(g)的反應(yīng)機(jī)理如圖,其中吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注
①碳碳叁鍵的鍵能:M1_____ (填“>”或“<”)
②“M2→M3”的化學(xué)方程式為__________
③該反應(yīng)的決速步驟為__________
(4)下列有關(guān)該工藝的說法不正確的是______(填標(biāo)號)
A.可循環(huán)利用的物質(zhì)有NH3、MgO、HCl
B.“石灰窯”和“純堿反應(yīng)”的副產(chǎn)物可實(shí)現(xiàn)資源化利用
C.利用MgO作為吸附劑可有效實(shí)現(xiàn)NH3與HCl分離
D.減少了從氯堿工業(yè)的產(chǎn)品獲取HCl的電能消耗
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】煤氣化的一種方法是在氣化爐中給煤炭加氫,發(fā)生的主要反應(yīng)為 C(s)+2H2(g) CH4(g)。在VL 的容器中投入 amol 碳(足量),同時(shí)通入 2amolH2,控制條件使其發(fā)生上述反應(yīng),實(shí)驗(yàn)測得碳的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)及溫度的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.在 4MPa、1200K 時(shí),圖中 X 點(diǎn) v 正(H2)<v 逆(H2)
B.在 5MPa、800K 時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
C.上述正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
D.工業(yè)上維持 6MPa、1000K 而不采用 10MPa、1000K,主要是因?yàn)榍罢咛嫉霓D(zhuǎn)化率高
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