【题目】C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题,科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的不利影响。
(1)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH1=-566kJ/molS(l)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-296kJ/mol
一定条件下,可以通过CO与SO2反应生成S(1)和一种无毒的气体,实现燃煤烟气中硫的回收,写出该反应的热化学方程式_______________________________。
(2)在500℃下合成甲醇的反应原理为:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g);在1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,压强为p0 kpa,测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。(可逆反应的平衡常数可以用平衡浓度计算,也可以用平衡分压Kp代替平衡浓度,计算分压=总压×物质的量分数)
①0~4min,H2的平均反应速率v(H2)=________mol·L1·min1。
②CO2平衡时的体积分数为______________,该温度下Kp为_________kPa-2_(用含有p0的式子表示,小数点后保留1位)。
③下列能说明该反应已达到平衡状态的是______________。
A.v正(CH3OH)=3v逆(H2)
B.CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1∶3∶1∶1
C.恒温恒压下,气体的体积不再变化
D.恒温恒容下,气体的密度不再变化
④500℃、在2个容积都是2L的密闭容器中,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:
容器 | 容器甲 | 容器乙 |
反应物起始投入量 | 1mol CO2,3mol H2 | 0.5mol CO2,1mol H2 1mol CH3OH,1mol H2O |
CH3OH的平衡浓度/mol·L1 | C1 | C2 |
则乙容器中反应起始向________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行;c1_________(填“>”“<”或“=”)c2。
【答案】2CO(g)+SO2(g)=S(l)+2CO2(g) ΔH=-270kJ/mol 0.375 10% 256/3p02 C 逆反应 <
【解析】
(1)根据原子守恒,CO与SO2反应生成S(1)和一种无毒的气体是CO2,化学方程式为2CO(g)+SO2(g)=S(l)+2CO2(g),利用题给两个热化学方程式结合盖斯定律进行求算。
(2)①结合计算;
②反应进行到15min时,各组分浓度不变,此时达到平衡状态,根据三段式计算各物理量;
③达到平衡时,正逆反应速率相等,且各物质的浓度不变,以此判断是否平衡状态;
④可根据曲线图算出反应的平衡常数,将容器甲的投料归到右边相当于是1mol甲醇和1mol水蒸气;
:(1)根据原子守恒,生成的无毒气体是二氧化碳,发生的反应为2CO(g)+SO2(g)=S(l)+2CO2(g)。将题给两个热化学方程式由上至下依次编号为①和②,根据盖斯定律①-②可得所求反应的热化学方程式,即2CO(g)+SO2(g)=S(l)+2CO2(g)△H=-566kJ/mol-(-296kJ/mol)=-270kJ/mol。
故答案为:2CO(g)+SO2(g)=S(l)+2CO2(g)△H=-270kJ/mol;
(2)①0~4 min,CO的浓度减少了0.5mol/L,则氢气的浓度减少了1.5mol/L,H2的平均反应速率v(H2)=1.5mol/L÷4min=0.375molL-1min-1,
故答案为:0.375;
②反应
CO2平衡时的体积分数等于浓度百分比,即,起始时充入1 mol CO2和3 mol H2,压强为p0 ,平衡时,气体总物质的量为2.5mol,压强为0.625p0 ,
,
故答案为:10%;256/3p02;
③A.v正(CH3OH)=3v逆(H2)说明正逆反应速率不相等,故不能说明反应已达平衡,故A错误;
B.CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1:3:1:1,与投料有关,不能说明反应已达平衡,故B错误;
C.恒温恒压下,气体的体积不再变化,说明反应已达平衡,故C正确;
D.恒温恒容下,气体的密度不是一个变量,当其不再变化,不能说明反应达到平衡,故D错误;
故答案为:C;
④容器乙Qc==8,可根据曲线图算出反应的平衡常数=5.3,Qc>K,平衡逆向进行。将容器甲的投料归到右边相当于是1mol甲醇和1mol水蒸气,所以最终平衡时c1<c2,
故答案为:逆反应;<;
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【题目】化合物H是一种邮寄材料中间体。实验室由芳香烃A制备H的一种合成路线如下:
已知:①RCHO+RCHO
②RCHO+RCH2CHO+H2O
③
请回答下列问题:
(1)芳香化合物B的名称为_________,C的同系物中相对分子质量最小的结构简式为__________。
(2)由E生成F的反应类型为_________。
(3)X的结构简式为_________。
(4)写出D生成E的第①步反应的化学方程式_______________。
(5)G与乙醇发生酯化反应生成化合物Y,Y有多种同分异构体,其中符合下列条件的同分异构体有____种,写出其中任意一种的结构简式________。
①分子中含有苯环,且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2;
②其核磁共振氢谱显示有4种不同化学键环境的氢,且峰面积之比为6:2:1:1。
(6)写出用为原料制备化合物的合成路线,其他无机试剂任选。________
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【题目】多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。
回答下列问题:
Ⅰ.硅粉与在300℃时反应生成气体和,放出热量,该反应的热化学方程式为________________________。的电子式为__________________。
Ⅱ.将氢化为有三种方法,对应的反应依次为:
①
②
③
(1)氢化过程中所需的高纯度可用惰性电极电解溶液制备,写出产生的电极名称______(填“阳极”或“阴极”),该电极反应方程式为________________________。
(2)已知体系自由能变,时反应自发进行。三个氢化反应的与温度的关系如图1所示,可知:反应①能自发进行的最低温度是____________;相同温度下,反应②比反应①的小,主要原因是________________________。
(3)不同温度下反应②中转化率如图2所示。下列叙述正确的是______(填序号)。
a.B点: b.:A点点 c.反应适宜温度:℃
(4)反应③的______(用,表示)。温度升高,反应③的平衡常数______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除、和外,还有______(填分子式)。
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【题目】水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题:
(1)Shibata曾做过下列实验:①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴(Co),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H2(填“大于”或“小于”)。
(2)721 ℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H2的物质的量分数为_________(填标号)。
A.<0.25 B.0.25 C.0.25~0.50 D.0.50 E.>0.50
(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。
可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”),该历程中最大能垒(活化能)E正=_________eV,写出该步骤的化学方程式_______________________。
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【题目】下列离子方程式书写正确的是( )
A. 氢氧化钡溶液中加入硫酸铵:Ba2++OH-+NH4++SO42-=BaSO4↓+NH3·H2O
B. 用惰性电极电解CuCl2溶液:Cu2++2Cl-+2H2OCu(OH)2↓+H2↑+Cl2↑
C. 向漂白粉溶液中通入少量二氧化硫:Ca2++2ClO-+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
D. 向苯酚钠溶液中通入少量的CO2:C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3-
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【题目】淀粉水解的产物(C6H12O6)用硝酸氧化可以制备草酸,装置如图1所示(加热、搅拌和仪器固定装置均已略去):实验过程如下:
①将1:1的淀粉水乳液与少许硫酸(98%)加入烧杯中,水浴加热至85℃~90℃,保持30min,然后逐渐将温度降至60℃左右;
②将一定量的淀粉水解液加入三颈烧瓶中;
③控制反应液温度在55~60℃条件下,边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸(65%HNO3与98%H2SO4的质量比为2:1.5)溶液;
④反应3h左右,冷却,减压过滤后再重结晶得草酸晶体,硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应:
C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O
C6H12O6+8HNO3→6CO2+8NO↑+10H2O
3H2C2O4+2HNO3→6CO2+2NO↑+4H2O
请回答下列问题:
(1)实验①加入98%硫酸少许的作用是:_________;
(2)实验中若混酸滴加过快,将导致草酸产量下降,其原因是_________;
(3)检验淀粉是否水解完全所用的试剂为_________;
(4)草酸重结晶的减压过滤操作中,除烧杯、玻璃棒外,还必须使用属于硅酸盐材料的仪器有_________;
(5)将产品在恒温箱内约90℃以下烘干至恒重,得到二水合草酸.用KMnO4标准溶液滴定,该反应的离子方程式为:2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O称取该样品0.12g,加适量水完全溶解,然后用0.020molL﹣1的酸性KMnO4溶液滴定至终点(杂质不参与反应),此时溶液颜色变化为_________,滴定前后滴定管中的液面读数如图2所示,则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为_________。
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【题目】已知下面三个数据:7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是下列有关的三种酸的电离常数,若已知下列反应可以发生:
NaCN+HNO2HCN+NaNO2 NaCN+HFHCN+NaF NaNO2+HFHNO2+NaF
由此可判断下列叙述不正确的是
A.K(HF)=7.2×10-4B.K(HNO2)=4.9×10-10
C.根据两个反应即可得出结论D.K(HCN)<K(HNO2)<K(HF)
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【题目】常温下用0.1000mol/L的盐酸分别逐滴加入到20.00mL0.1000 mo1/L的三种一元碱MOH、XOH、YOH溶液中,溶液的pH随加入盐酸体积的变化如图所示。 下列说法不正确的是
A. XOH为强碱,MOH、YOH均 为弱碱
B. V(HCl)=15.00mL时,三份溶液中离子总浓度大小顺序: XOH>MOH>YOH
C. 当盐酸滴加至20.00 mL时,三条曲线刚好相交
D. 在逐滴加入盐酸至40.00mL的过程中,三份溶液中水的电离程度均先增大后减小
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【题目】实验室制备甲基丙烯酸甲酯的反应装置如图所示,有关信息如下:
+CH3OH+H2O
已知甲基丙烯酸甲酯受热易聚合;甲基丙烯酸甲酯在盐溶液中溶解度较小;CaCl2可与醇结合形成复合物。
实验步骤:
①向100mL烧瓶中依次加入:15mL甲基丙烯酸、2粒沸石、10mL无水甲醇、适量的浓硫酸;
②在分水器中预先加入水,使水面略低于分水器的支管口,通入冷凝水,缓慢加热烧瓶。在反应过程中,通过分水器下部的旋塞分出生成的水,保持分水器中水层液面的高度不变,使油层尽量回到圆底烧瓶中;
③当____,停止加热;
④冷却后用试剂X洗涤烧瓶中的混合溶液并分离;
⑤取有机层混合液蒸馏,得到较纯净的甲基丙烯酸甲酯。
请回答下列问题:
(1)A装置的名称是__。
(2)请将步骤③填完整__。
(3)上述实验可能生成的副产物结构简式为__(填两种)。
(4)下列说法正确的是___(填字母代号)。
A.在该实验中,浓硫酸是催化剂和脱水剂
B.酯化反应中若生成的酯的密度比水大,不能用分水器提高反应物的转化率
C.洗涤剂X是一组试剂,产物要依次用饱和Na2CO3、饱和CaCl2溶液洗涤
D.为了提高蒸馏速度,最后一步蒸馏可采用减压蒸馏;该步骤一定不能用常压蒸馏
(5)实验结束收集分水器分离出的水,并测得质量为2.70g,计算甲基丙烯酸甲酯的产率约为__(结果保留一位小数)。实验中甲基丙烯酸甲酯的实际产率总是小于此计算值,可能其原因不是__(填字母代号)。
A.分水器收集的水里含甲基丙烯酸甲酯
B.实验条件下发生副反应
C.产品精制时收集部分低沸点物质
D.产品在洗涤、蒸发过程中有损失.
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