【题目】甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H—H | C—O | C O | H—O | C—H |
E/(kJ.mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
由此计算△H1= kJ·mol-1,已知△H2=-58kJ·mol-1,则△H3= kJ·mol-1。
(2)反应①的化学平衡常数K的表达式为 ;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 (填曲线标记字母),其判断理由是 。
(3)合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而 (填“增大”或“减小”),其原因是 。图2中的压强由大到小为_____,其判断理由是_____。
【答案】(1)—99;+41(2);a;反应①为放热反应,平衡常数应随温度升高变小;
(3)减小;升高温度时,反应①为放热反应,平衡向向左移动,使得体系中CO的量增大;反应③为吸热反应,平衡向右移动,又产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低;P3>P2>P1;相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应③为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响,故增大压强时,有利于CO的转化率升高
【解析】(1)反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值,则根据表中数据和反应的化学方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知反应热△H1=1076kJ/mol+2×436 kJ/mol—3×413 kJ/mol—343 kJ/mol—465 kJ/mol=—99kJ.mol-1。根据盖斯定律可知②—①即可得到反应③,则△H3=—58 kJ/mol+99 kJ/mol=+41kJ.mol-1。
(2)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则反应①的化学平衡常数K的表达式为;由于正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,因此a正确。
(3)反应①为放热反应,升高温度时,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应③为吸热反应,平衡向右移动,又产生CO的量增大;因此最终结果是随温度升高,使CO的转化率降低;相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应③为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响,故增大压强时,有利于CO的转化率升高,所以图2中的压强由大到小为P3>P2>P1。
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【题目】关于离子反应下列说法不正确的( )
A.参加离子反应的不一定都是电解质
B.离子反应的实质是反应物离子浓度减少或生成物离子浓度增加
C.离子反应只能在水溶液中进行
D.没有沉淀,气体,水生成的就不是离子反应
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【题目】下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.SO2具有还原性,可用于漂白纸浆
B.NH4HCO3受热易分解,可用作氮肥
C.氢氧化铝具有弱碱性,可用作净水剂
D.常温下铁能被浓硝酸钝化,可用铁质容器贮运浓硝酸
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【题目】甲、乙两同学想利用原电池反应检验金属的活动性强弱,两人均用镁片和铝片作电极,但甲同学将两电极放入6 mol L-1的H2SO4溶液中,乙同学将两电极放人6 mol L-1 的NaOH溶液中,装置如图所示。
(1)写出①中正极材料为___;负极材料为___;正极的电极反应式:____________。总反应的离子方程式为______________。
(2)②中正极材料为_____负极材料为___,负极的电极反应式:___________总反应的离子方程式为________________。
(3)甲、乙同学都认为“如果构成原电池的电极材料都是金属,则作负极的金属应比作正极的金属活泼”,则甲同学得出的结论是_____的活动性更强,乙同学得出的结论是____的活动性更强。
(4)由该实验得出的下列结论中,正确的是________(填序号)。
A.利用原电池反应判断金属活动性强弱时应注意选择合适的电解质
B.镁的金属性不一定比铝的金属性强
C.该实验说明金属活动性顺序表已过时,没有实用价值
D.该实验说明化学研究对象复杂,反应受条件影响较大,因此应具体问题具体分析
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【题目】常温下,向等物质的量浓度的两种一元酸的盐溶液中,分别通入少量的CO2,发生如下反应:NaA+CO2+H2O===HA+NaHCO3 2NaB+CO2+H2O===2HB+Na2CO3,则等物质的量浓度的HA和HB在水中电离出H+的能力大小关系是 ( )
A.HA较强 B.HB较强 C.两者一样 D.无法比较
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【题目】已知某有机物C6H12O2能发生水解反应生成A和B,B能氧化成C。若A、C都能发生银镜反应,则C6H12O2符合条件的结构简式有(不考虑立体异构)
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
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【题目】下列四个反应中,有一个与另外三个的反应类型不同,该反应是
A. 溴乙烷与NaOH水溶液共热 B. 甲酸异丙酯与NaOH水溶液共热
C. 甲酸钠与NaOH、Cu(OH)2悬浊液混合共热 D. 2,2-二甲基- 1 -丙醇与浓硫酸共热.
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【题目】对于化学反应Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g);△H=a kJ/mol,下列叙述不正确的是( )
A. 反应过程中能量关系如上图表示,则该反应为放热反应
B. 若将该反应设计成原电池,锌为负极
C. 化学反应的焓变与反应方程式的计量数有关
D. 若将其设计为原电池,当有32.5g锌溶解时,正极放出气体一定为11.2L
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【题目】在一定条件下的密闭容器中,进行反应:2SO2 (g) + O2(g) 2SO3 (g)。下列有关说法正确的是
A. 催化剂的使用可实现SO2的转化率为100%
B. 其他条件不变,升高温度,不能增大反应的速率
C. 达到化学平衡时,各物质的浓度不再改变
D. 其他条件不变,降低SO3的浓度,可以增大反应的速率
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