【题目】目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇,某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行了探究。已知在不同温度下的化学平衡常数(K1、K2、K3)如表所示。
化学反应 | 焓变 | 平衡 常数 | 温度/℃ | ||
500 | 700 | 800 | |||
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) | ΔH1 | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) | ΔH2 | K2 | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) | ΔH3 | K3 |
请回答下列问题:
(1)反应②是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=________(用K1、K2表示);根据反应③判断ΔS________(填“>”“=”或“<”)0,在________(填“较高”或“较低”)温度下有利于反应自发进行。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡逆向移动,可采取的措施有________(填字母,后同)。
A.缩小反应容器的容积 B.增大反应容器的容积
C.升高温度 D.使用合适的催化剂 E.从平衡体系中及时分离出CH3OH
(4)500 ℃时,测得反应③在某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.8 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.15 mol·L-1,则此时v(正)________v(逆)(填“>”“=”或“<”)。
【答案】 吸热 K1·K2 < 较低 B、C >
【解析】(1)由表中信息可知,反应②的平衡常数随温度升高而增大,所以其为吸热反应。
(2)由①+②可得到反应③,由平衡常数的表达式可知,K3=K1·K2,由表中K1、K2的数据可以求出K3,可以发现K3随温度升高而减小,所以反应③也是放热反应,△H<0;反应③的气体分子数减少了,所以其ΔS<0,根据复合判据可知,该反应在较低温度下有利于该反应自发进行。
(3)对于反应③改变条件:A.缩小反应容器的容积,平衡向右移动;B.增大反应容器的容积,平衡向左移动;C.升高温度,平衡向左移动;D.使用合适的催化剂,平衡不移动;E.从平衡体系中及时分离出CH3OH,平衡向右移动。综上所述,要使反应③在一定条件下建立的平衡逆向移动,可采取的措施有B、C。
(4)500 ℃时,反应③的平衡常数为2.5。若测得反应③在某时刻CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.8 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.15 mol·L-1,则Qc=0.88<2.5,所以此时正在向正反应方向进行,v(正) >v(逆)。
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【题目】下列说法正确的是 ( )
A.电解质是指在任何条件下均能导电的化合物
B.NH3、CO2的水溶液均能导电,所以NH3、CO2均是电解质
C.蔗糖、酒精在液态和水溶液里均不导电,所以它们是非电解质
D.铜、石墨均导电,所以它们是电解质
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【题目】某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g)达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中各物质的物的量浓度、反应速率分别随时间的变化如下图所示:
下列说法中正确的是
A. 4 min时反应第一次达到平衡
B. 15 min时降低压强,20 min时升高温度
C. 反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
D. 15~20 min该反应使用了催化剂
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【题目】下列各组离子,能在溶液中大量共存的是
A. Fe2+、Ba2+、H+、NO3- B. Ba2+、Na+、CO32-、 OH-
C. K+、Mg2+、SO42-、Cl- D. NH4+、Na+、NO3—、OH-
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【题目】在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下[已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1]:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 1 mol N2、3 mol H2 | 2 mol NH3 | 4 mol NH3 |
NH3的浓度(mol·L-1) | c1 | c2 | c3 |
反应的能量变化 | 放出a kJ | 吸收b kJ | 吸收c kJ |
体系压强(Pa) | p1 | p2 | p3 |
反应物转化率 | α1 | α2 | α3 |
下列说法正确的是
A. 2c1>c3 B. a+b=92.4 C. 2p2<p3 D. α1+α3>1
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【题目】现有含NaCl、MgCl2和Na2SO4的混合溶液,某兴趣小组的同学欲提取纯净的NaCl晶体,设计了如下实验:
请回答下列问题:
(1)写出沉淀Ⅰ和沉淀Ⅱ所含物质的化学式。
沉淀Ⅰ:________、沉淀Ⅱ:________。
(2)上述流程中,加入过量稀盐酸的目的是__________________。
(3)该小组同学在操作Ⅰ和Ⅱ中均使用了如图所示装置,请指出图中的两处错误:
①_____________________________;②____________________________。
(4)操作Ⅲ中需使用的玻璃仪器是________________________。
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【题目】糖类、油脂和蛋白质是维持人体生命活动所必需的三大营养物质。下列叙述正确的是( )
A. 油脂和蛋白质都属于高分子化合物
B. 淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖
C. 蛋白质是仅由碳、氢、氧元素组成的物质
D. 油脂的硬化属于氧化反应
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【题目】在元素周期表中的前四周期,两两相邻的5种元素如图所示,若B元素的核电荷数为a。下列说法正确的是( )
A. B、D的原子序数之差可能为2
B. E、B的原子序数之差可能是8、18或32
C. 5种元素的核电荷总数之和可能为5a+10
D. A、E的原子序数之差可能是7
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【题目】Ⅰ.空白实验分析是化学实验中常用的一种方法,是指在不加样品的情况下,用与测定样品相同的方法、步骤进行定量分析,把所得结果作为空白值,从样品的分析结果中扣除,这样可以消除由于试剂不纯或试剂干扰等所造成的系统误差。
“凯氏定氮法”是经典的测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。某化学实验小组成员想通过“凯氏定氮法”实验测定某品牌化肥中的氮含量。
实验流程如下:
步骤:①取10.00g化肥样品溶于水,定容至100mL;
②在烧杯中加入10.00mL步骤①中得到化肥水溶液和辅助试剂,加热使其充分反应;
③反应完毕,将反应液转移到大试管中;
④按如下装置用水蒸气将NH3吹出,并用H3BO3溶液吸收(加热装置未画出);
⑤取下锥形瓶,滴加指示剂,用0.2500mol·L-1盐酸标准液滴定;
⑥重复实验操作。
数据记录如下:
实验编号 | 样品和辅助试剂 | 消耗盐酸体积(mL) |
1 | 10.00mL溶液、0.1g催化剂、20mL浓硫酸 | 33.18 |
2 | 10.00mL溶液、0.1g催化剂、20mL浓硫酸 | 33.70 |
3 | 10.00mL溶液、0.1g催化剂、20mL浓硫酸 | 33.22 |
4 | x |
请回答下列问题:
(1)滴定时(NH4)2B4O7重新转化为H3BO3,反应的化学方程式为______________;H3BO3为一元弱酸,在水中发生反应H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+。室温下,pH相同的硼酸溶液、盐酸中,水的电离程度__________(填“前者大”、“后者大”或“相同”);
(2)步骤④的实验装置中需要加热的仪器是___________(填仪器名称),长导管的作用是______________;
(3)编号为4的实验应加入的样品和辅助试剂为__________________________;
(4)计算该化肥中的氮含量为____克/每千克化肥(含x代数式表示,要求化简)。
Ⅱ.假设实验分析法也是化学实验常用的方法,以下实验研究影响化学反应速率的因素。
(1)已知KHSO3与KIO3反应的离子方程式为IO3-+3HSO3-==3SO42-+I-+3H+;一定量的KHSO3溶液与KIO3溶液在恒温条件下混合,用速率检测仪检测出起始阶段速率突然增大。对其原因提出如下假设,请完成假设2。
假设1:生成的SO42-对反应起催化作用;
假设2:___________________________;
(2)请设计实验验证上述假设1,完成下表中内容。
实验步骤 | 预期实验现象和结论 |
在烧杯甲中将一定量的KHSO3溶液与KIO3溶液混合,用速率检测仪测定起始阶段速率v(甲); 在烧杯乙中先加入少量______(填试剂),其他条件与甲完全相同,用速率检测仪测定起始阶段速率v(乙)。 | 若v(甲)< (乙),则假设1成立 |
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