【題目】煤炭屬于不可再生資源,高效、清潔地利用煤炭資源至關重要。請回答下列問題:
(1)煤的干餾。煤的干餾反應中△S_____0(填“>”“<”或“=”)。
(2)煤的液化。原理是C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H= akJ/mol;CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) △H=bkJ/mol。則反應C(s)+ H2O(g)+H2(g)CH3OH(l) 的△H=______kJ/mol。
(3)煤的氣化。原理是C(s) +2H2(g)CH4(g) △H。在1L密閉容器中投入1mol碳,并充入2 mol H2,測得相關數(shù)據(jù)如圖所示。
①有關圖1、圖2 的說法正確的有______(填標號)。
a.氫氣的反應速率v(Z) >v(X) >v(Y)
b.T1<1000K
c.平衡常數(shù)K(X)=K(Y) >K(Z)
d.工業(yè)生產(chǎn)中,當溫度為T2 時,壓強越高,經(jīng)濟效益越好
②圖2 中A 點對應的平衡常數(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))。
(4)煤生產(chǎn)水煤氣和半水煤氣。
①工業(yè)上用煤生產(chǎn)作為合成氨原料氣的水煤氣,要求氣體中(CO + H2) 與N2的體積之比為3.1-3.2,發(fā)生的反應有C(s)+H2O(g)CO(g) +H2(g).C(s) +1/2O2(g)CO(g)。從能量角度考慮,通入空氣的目的是__________。
②如圖3是反應CO(g) +H2O(g) H2(g)+ CO2(g) △H<0 中CO 和CO2的濃度隨時間發(fā)生變化的曲線,則t2時刻改變的條件可能是_______(寫出1種即可)。若t4 時刻通過改變?nèi)莘e的方法將壓強增大為原來的2 倍,在圖中t4~t5區(qū)間內(nèi)畫出CO、CO2濃度變化曲線,并標明物質(zhì)(假設各物質(zhì)狀態(tài)均保持不變)。________
【答案】 > (a+b) abc 1/6 前者是吸熱反應,通入空氣后發(fā)生的是放熱反應,可維持體系的熱平衡 降低溫度(或增大水蒸氣的量,減少氫氣的量)
【解析】(1)煤的干餾反應中生成了各種氣體和液體,屬于熵增加的反應,△S>0,故答案為:>;
(2)①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=akJ/mol;②CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) △H=bkJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,將①+②得:C(s)+H2O(g)+H2(g)CH3OH(l) △H=(akJ/mol)+(bkJ/mol)= (a+b) kJ/mol,故答案為:a+b;
(3)①根據(jù)C(s)+2H2(g)CH4(g),增大壓強,平衡正向移動,因此壓強越大,碳的轉(zhuǎn)化率越高,因此P1<6MPa,根據(jù)圖1,升高溫度,碳的轉(zhuǎn)化率減小,說明平衡逆向移動,因此△H<0。a.溫度越高,壓強越大,反應速率越快,氫氣的反應速率v(Z)>v(X)>v(Y),正確;b.根據(jù)圖2,T1時碳的轉(zhuǎn)化率大于1000K,根據(jù)△H<0,溫度越高,碳的轉(zhuǎn)化率越低,因此T1<1000K,正確;c.溫度不變,平衡常數(shù)不變,平衡常數(shù)K(X)=K(Y),升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,因此平衡常數(shù)K(X)=K(Y)>K(Z),正確;d.壓強越高,對設備的要求越高,會大大的增加成本,經(jīng)濟效益反而減小,錯誤;故選abc;
②圖2中A點對應的碳的轉(zhuǎn)化率為50%,壓強為4.5MPa。
C(s)+2H2(g)CH4(g)
起始(mol) 1 2 0
反應(mol) 0.5 1 0.5
平衡(mol) 1 0.5
物質(zhì)的量分數(shù)
平衡常數(shù)Kp==,故答案為:;
(4)①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)是吸熱反應,通入空氣后發(fā)生C(s)+1/2O2(g)CO(g),高反應為放熱反應,可維持體系的熱平衡,因此工業(yè)上用煤生產(chǎn)作為合成氨原料氣的水煤氣,故答案為:前者是吸熱反應,通入空氣后發(fā)生的是放熱反應,可維持體系的熱平衡;
②在t2時刻CO的濃度減小、CO2濃度增大,平衡向正反應方向移動,且CO和CO2濃度變化有接觸點,所以可以通過改變降低溫度、增大水蒸氣的量或減少氫氣的量實現(xiàn);t4時刻通過改變?nèi)莘e的方法將壓強增大為原先的兩倍,則體積變?yōu)樵瓉淼囊话耄蕽舛确謩e增大為原來的2倍,又反應前后氣體系數(shù)相等,平衡不移動,所以圖像僅僅是濃度分別變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍并且保持不變,如圖為,故答案為:降低溫度;增加水蒸氣的量;。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】NaClO2(亞氯酸納)是常用的消毒劑和漂白劑,工業(yè)上可采用電解法制備,工作原理如圖所示。下列敘述正確的是
A. 若直流電源為鉛蓄電池,則b極為Pb
B. 陽極反應式為ClO2+e-=ClO2-
C. 交換膜左測NaOH的物質(zhì)的量不變,氣體X為Cl2
D. 制備18.1gNaClO2時理論上有0.2molNa+由交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列有關敘述正確的是
A. 標準狀況下,2.24 L中含有碳碳雙鍵數(shù)為0.3NA
B. 0.1mol甲烷和乙烯組成的混合氣體完全燃燒,生成的水分子數(shù)為0.2NA
C. 0.1molCH4與0.1molCl2混合充分光照,生成CH3Cl分子數(shù)為0.1 NA
D. 0.1molN2和0.3molH2在高溫、高壓及催化劑下充分反應,產(chǎn)物的分子數(shù)為0.2NA
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】2017年5月9日,最新發(fā)現(xiàn)的第113號、115號、117號和118號元素終于有了中文名稱
根據(jù)元素周期律知識,下列預測或說法肯定不合理的是( )
A. Nh的最高價氧化物對應的水化物的化學式為H3NhO3是一種強酸
B. Mc的最高價陽離子為Mc5+,氧化性比較弱
C. Og是第七周期中的最后一種元素,其原子序數(shù)是所有已發(fā)現(xiàn)元素中最大的
D. 根據(jù)金屬和非金屬的分界線,Ts的中文名稱為“鈿”可能更合理
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】為證明溴乙烷中溴元素的存在,現(xiàn)有以下操作:①加入硝酸銀溶液②加入氫氧化鈉溶液③加熱④加入蒸餾水⑤加入稀硝酸至溶液呈酸性⑥加入氫氧化鈉的醇溶液,下列是按一定順序進行的操作步驟,其中正確的是( )
A. ④③①⑤ B. ④③⑤① C. ④⑥③① D. ②③⑤①
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列關于氧化還原反應的敘述正確的是
A.含最高價元素的化合物一定有強氧化性
B.有一種元素被氧化,肯定有另一種元素被還原
C.還原劑得電子數(shù)與氧化劑失電子數(shù)一定相等
D.化學反應中不一定所有元素的化合價都發(fā)生變化
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次遞增,a、b、C、d.e、f是由這些元素組成的化合物,d為淡黃色的離子化合物,m為元素Y的單質(zhì),通常為無色無味的氣體。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關系如圖所示。下列說法正確的是
A. 原子半徑:W<X<Y<Z
B. 簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:X>Y
C. 圖中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程均為氧化還原反應
D. a一定由W、X兩種元素組成
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