【題目】隨著科技進步和人類環(huán)保意識的增強,如何利用CO2已經(jīng)成為世界各國特別關注的問題。
已知:CO2與CH4經(jīng)催化重整制得合成氣:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) △H
(1)降低溫度,該反應速率會_______________(填“增大”或“減小”);一定壓強下,由最穩(wěn)定單質生1 mol化合物的焓變?yōu)樵撐镔|的摩爾生成焓。已知CO2(g)、CH4(g)、CO(g)的摩爾生成焓分別為-395 kJ/mol、-74.9 kJ/mol、-110.4 kJ/mol。則上述重整反應的ΔH=____________kJ/mol。
(2)T1℃時,在兩個相同剛性密閉容器中充入CH4和CO2分壓均為20 kPa,加入催化劑Ni/α-Al2O3并分別在T1℃和T2℃進行反應,測得CH4轉化率隨時間變化如圖Ⅰ所示。
①A點處v正_______B點處(填“<”、“>”或“=”)
②研究表明CO的生成速率v生成(CO)=1.3×10-2·p(CH4)·p(CO2)mol·g-1·s-1,A點處v生成(CO)=__________mol·g-1·s-1。
(3)上述反應達到平衡后,若改變某一條件,下列變化能說明平衡一定正向移動的是________________(填代號)。
A.正反應速率增大 B.生成物的百分含量增大 C.平衡常數(shù)K增大
(4)其他條件相同,在甲、乙兩種不同催化劑作用下,相同時間內測得CH4轉化率與溫度變化關系如圖Ⅱ,C點___________________(填“可能”、“一定”或“一定未”)達到平衡狀態(tài),理由是_____________;CH4的轉化率b點高于a點的可能原因是_________________________________。
【答案】減小 +249.1 > 1.872 C 一定未 催化劑不會改變平衡轉化率,乙催化劑c點未與甲催化劑同樣溫度的點相交,轉化率不相等,說明c點不是平衡轉化率 b和a兩點反應都未達平衡,b點溫度高,反應速率快,相同時間內轉化率高(或其它合理答案)
【解析】
(1)降低溫度,降低反應混合物中分子所具有的能量;
反應焓變△H=生成物的反應焓之和-反應物的反應焓之和;
(2)①根據(jù)圖Ⅰ,T1的溫度高于T2,速率大;
②由圖,A點甲烷的轉化率為40%,算出分壓,代入公式計算;
(3)A.正反應速率增大,如逆速率同等程度地增加,平衡不移動;
B.向反應體系中投入某生成物,生成物的百分含量增大,但平衡逆向移動;
C.平衡常數(shù)K增大,平衡正向進行的程度增大;
(4)其他條件相同,在甲、乙兩種不同催化劑作用下,相同時間內測得CH4轉化率與溫度變化關系如圖Ⅱ,C點一定未達到平衡狀態(tài),理由是催化劑不會改變平衡轉化率,乙催化劑c點未與甲催化劑同樣溫度的點相交,轉化率不相等,說明c點不是平衡轉化率;
CH4的轉化率b點高于a點的可能原因是:b和a兩點反應都未達平衡,b點溫度高,反應速率快,相同時間內轉化率高(或其它合理答案)。
(1)降低溫度,降低反應混合物中分子所具有的能量,該反應速率會減。
CH 4(g)與CO 2(g)反應生成CO(g)和H 2(g)的方程式:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),CO2(g)、CH4(g)、CO(g)的摩爾生成焓分別為-395 kJ/mol、-74.9 kJ/mol、-110.4 kJ/mol。根據(jù)此定義,穩(wěn)定單質的摩爾生成焓為0,反應焓變△H=2×(-110.4KJ·mol-1)-[(-395KJ·mol-1)+(-74.9KJ·mol-1)]=+249.1kJ·mol-1,反應的熱化學方程式為:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H=+249.1kJ·mol-1。
(2)①根據(jù)圖Ⅰ,T1的溫度高于T2,A點處v正>B點處;
②由圖,A點甲烷的轉化率為40%,結合方程式CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),p(CH4)=20KPa×(1-40%)=12kPa=p(CO2),CO的生成速率v生成(CO)=1.3×10-2·p(CH4)·p(CO2)mol·g-1·s-1,A點處v生成(CO)=1.3×10-2×12×12mol·g-1·s-1=1.872mol·g-1·s-1。
(3)A.正反應速率增大,如逆速率同等程度地增加,平衡不移動,故A不符;
B.向反應體系中投入某生成物,生成物的百分含量增大,但平衡逆向移動,故B不符;
C.平衡常數(shù)K增大,平衡正向進行的程度增大,故C符合;
故選C。
(4)其他條件相同,在甲、乙兩種不同催化劑作用下,相同時間內測得CH4轉化率與溫度變化關系如圖Ⅱ,C點一定未達到平衡狀態(tài),理由是催化劑不會改變平衡轉化率,乙催化劑c點未與甲催化劑同樣溫度的點相交,轉化率不相等,說明c點不是平衡轉化率;
CH4的轉化率b點高于a點的可能原因是:b和a兩點反應都未達平衡,b點溫度高,反應速率快,相同時間內轉化率高(或其它合理答案)。
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【題目】下列離子方程式的書寫正確的是
A. 氯氣跟水反應:Cl2 + H2O= 2H++ Cl-+ ClO-
B. 食醋與氨水反應:NH3·H2O+H+= NH4++H2O
C. NaHCO3溶液中加少量Ca(OH)2溶液:2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO32-
D. 向Ba(OH)2溶液滴加NaHSO4溶液至Ba2+恰好沉淀:Ba2++2H++2OH-+SO42- = BaSO4↓+2H2O
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【題目】在密閉容器中有可逆反應:nA(g)+mB(g)pC(g) △H>0處于平衡狀態(tài)(已知m+n>p),則下列說法正確的是
①升溫,c(B)/c(C)的比值變小
②降溫時體系內混合氣體平均相對分子質量變小
③加入B,A的轉化率增大
④加入催化劑,氣體總的物質的量不變
⑤加壓使容器體積減小,A或B的濃度一定降低
⑥若A的反應速率為VA,則B的反應速率為n·VA/m
A.①②③⑤B.①②③④C.①②⑤⑥D.③④⑤⑥
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【題目】CO2可與H2催化合成甲醇,于恒容密閉容器中,在催化劑作用下發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);下列描述能說明該反應已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)的是( )
A.CO2、H2、CH3OH、H2O在容器中共存
B.CO2、H2、CH3OH、H2O的濃度相等
C.正、逆反應速率相等且等于零
D.CO2、H2、CH3OH、H2O的濃度均不再變化
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【題目】以某含鎳廢料(主要成分為NiO,還含有少量FeO、Fe2O3、CoO、SiO2)為原料制備NixOy和碳酸鈷的工藝流程如下:
(1)“酸溶”時需將含鎳廢料粉碎,目的是_________________________________;“濾渣Ⅰ”主要成分為____________________(填化學式)。
(2)“氧化”中添加NaClO3的作用是_______________________,為證明添加NaClO3已足量,可用_______________(寫化學式)溶液進行檢驗。
(3)“調pH”過程中生成黃鈉鐵釩沉淀,其離子方程式為__________________。
(4)“沉鈷”過程的離子方程式________________________。若“沉鈷”開始時c(Co2+)=0.10 mol/L,則控制pH≤_____________時不會產生Co(OH)2沉淀。(已知Ksp[Co(OH)2]=4.0×10-15,lg2=0.3)
(5)從NiSO4溶液獲得NiSO4·6H2O晶體的操作依次是:加熱濃縮溶液至有晶膜出現(xiàn),______________,過濾,洗滌,干燥。“煅燒”時剩余固體質量與溫度變化曲線如圖,該曲線中B段所表示氧化物的化學式為__________________。
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【題目】(1)下列物質中,屬于強電解質的是___,屬于弱電解質的是__,屬于非電解質的是__。(填序號)
①氨氣 ②醋酸鈉 ③鹽酸 ④醋酸 ⑤硫酸鋇 ⑥氫氟酸 ⑦乙醇
(2)一定條件下,醋酸溶液存在電離平衡:CH3COOHCH3COO-+H+ΔH>0
①下列方法中,可使0.10mol·L-1醋酸溶液中CH3COOH電離平衡向左移的是___。
a.加入少量0.10mol·L-1的稀鹽酸 b.加熱
c.加水稀釋至0.010mol·L-1 d.加入少量冰醋酸
②已知在25℃時,醋酸和亞硫酸的電離平衡常數(shù)分別為:醋酸:K=1.75×10-5,亞硫酸:K1=1.54×10-2 K2=1.02×10-7,則25℃時,相同濃度醋酸和亞硫酸溶液的酸性強弱:CH3COOH___H2SO3(填“>”、“<”或“=”)。
③25℃時,向0.10mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量鹽酸,使溶液中[OH-]=5.0×10-13mol·L-1,則該溶液的pH=__。(已知:lg2=0.3)
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【題目】乙醇在生產生活中有著廣泛的用途。
(1)乙醇的官能團是_______。
(2)工業(yè)生產中,用乙烯與水反應制得乙醇,該反應類型為_________。
(3)乙醇與乙酸反應可制得香料乙酸乙酯,乙酸乙酯的結構簡式為___________。
(4)乙醇在銅作催化劑條件下可被氧化為乙醛,寫出反應的化學方程式__________。
(5)交警常使用酒精檢測儀來檢驗機動車司機是否酒駕,其原理是:司機口中呼出的乙醇可以使檢測儀中的橙色重鉻酸鉀(K2Cr2O7)轉變?yōu)榫G色的硫酸鉻[Cr2(SO4)3],上述反應涉及的乙醇性質有________。
A.無色液體 B.密度比水的小 C.易揮發(fā) D.具有還原性
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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】已知 H2S與CO2高溫下發(fā)生反應:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610 K時,將0.40 mol H2S與0.10 mol CO2充入2L的空鋼瓶中,反應平衡后水的物質的量分數(shù)為0.02。
(1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式K=____________ 。
(2)向反應器中再分別充入下列氣體,能使H2S轉化率增大的是____(填標號)。
A H2S B COS C CO2 D N2
(3)CO2的平衡轉化率α1=_____%,反應平衡常數(shù)K=__________。(保留兩位有效數(shù)字)
(4)在600 K重復實驗,平衡后水的物質的量分數(shù)為0.03,CO2的轉化率α2________α1,該反應的ΔH______0(填“>”“<”或“=”)。
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