【题目】CO2作为资源再利用是重要的研究课题,工业上用CO2产生燃料甲醇的化学方程式:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。回答下列问题:
(1)由CO2制备甲醇过程涉及反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H3
已知反应Ⅰ、反应Ⅱ、反应Ⅲ的化学平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1_______(用K2、K3表示)
(2)一定条件下,在3L恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2,研究反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1,实验测得反应物在不同起始投入量下,反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线如下图所示。
①H2和CO2的起始的投入量以A和B两种方式投入:
A:n(H2)=3mol,n(CO2)=1.5mol,
B:n(H2)=3mol,n(CO2)=2mol
曲线Ⅱ代表______(填“A”或“B”)投入方式反应的△H1________0(填“﹥”或“<”)
②在温度为500K的条件下,充入3molH2和1.5molCO2,该反应5min时达到平衡,此温度下的平衡常数为_______(mol·L-1)-2
③500K时,若在此容器中开始充入0.3molH2和0.9molCO2、0.6molCH3OH、0.6molH2O,则反应向______方向进行(“正反应”或“逆反应”)
【答案】 K2·K3 B < 450 正反应
【解析】试题分析:本题考查化学平衡常数的计算和应用,化学平衡图像的分析。
(1)根据化学平衡常数的定义,K1=[c(CH3OH)·c(H2O)]/[c(CO2)·c3(H2)],K2=[c(CO)·c(H2O)]/[c(CO2)·c(H2)],K3=c(CH3OH)/[c(CO)·c2(H2)],则K1=K2·K3。
(2)①B与A对比,增大CO2物质的量,平衡向正反应方向移动,B中H2的平衡转化率大于A中,B中CO2的平衡转化率小于A中,相同温度下曲线II中CO2的平衡转化率小于曲线I,则曲线II代表B投入方式。由图像知升高温度CO2的平衡转化率减小,升高温度平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,ΔH10。
②由图像知,在温度为500K的条件下,充入3molH2和1.5molCO2,达到平衡时CO2的转化率为60%,用三段式
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
c(起始)(mol/L)0.5 1 0 0
c(转化)(mol/L)0.50.6=0.3 0.9 0.3 0.3
c(平衡)(mol/L)0.2 0.1 0.3 0.3
此温度下的平衡常数为[0.3mol/L0.3mol/L]/[0.2mol/L (0.1mol/L)3]=450(mol·L-1)-2。
③开始H2、CO2、CH3OH、H2O的物质的量浓度依次为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L,此时浓度商为[0.2mol/L0.2mol/L]/[0.3mol/L (0.1mol/L)3]=133.3(mol·L-1)-2450(mol·L-1)-2,则反应向正反应方向进行。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】重铬酸钠俗称红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O),是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备红矾钠的流程如下:
(1)铁元素在周期表中的位置___________,钠的原子结构示意图_____________。
(2)化学上可将某些盐写成氧化物的形式,如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2,则Fe(CrO2)2可写成__________。
(3)煅烧铬铁矿时,矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4,反应化学方程式如下:4Fe(CrO2)2+ 8Na2CO3+7O2 = 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2 。为了加快该反应的反应速率,可采取的措施是________________。(写一种即可)
(4)已知CrO42-在不同的酸性溶液中有不同的反应,如:2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O;3CrO42-+4H+= Cr3O102-+2H2O
①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是__________________________________。
②混合溶液乙中溶质的化学式是______________________________________________。
(5)配平碱性溶液还原法中发生的离子反应:________________。
Cr2O72-+S2-+H2O→Cr(OH)3+S2O32-+OH-
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛(实验装置见下图)。其实验步骤为:
步骤1:将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛充分混合后,升温至60℃,缓慢滴加经浓硫酸干燥过的液溴,保温反应一段时间,冷却。
步骤2:将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中,搅拌、静置、分液。有机相用10%NaHCO3溶液洗涤。
步骤3:经洗涤的有机相加入适量无水MgSO4固体,放置一段时间后过滤。
步骤4:减压蒸馏有机相,收集相应馏分。
下列说法错误的是
A. 甲同学认为步骤1中使用1,2-二氯乙烷的目的是做催化剂,加快反应速率
B. 乙同学认为可在该实验装置的冷凝管后加接一只装有无水MgSO4的干燥管,实验效果可能会更好
C. 丙同学认为步骤2中有机相使用10%NaHCO3溶液洗涤可除去大部分未反应完的Br2
D. 丁同学认为步骤4中减压蒸馏有机相是因为间溴苯甲醛高温下容易氧化或分解
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列各组物质中,所含的分子数相同的是( )
A.10g H2和10g O2
B.5.6L N2和0.25mol CO2
C.0.5 NA个H2O和0.5mol I2
D.32g O2和32g O3
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某温度下,将4molA和3molB充入体积为1L的密闭容器中,发生如下反应:aA(g)+2B(g)3C(g)+D(g)。反应达到平衡后,C的浓度为3mol/L.压缩容器体积,使容器的体积减小一半,建立新的平衡时,B的浓度为2mol/L.则方程式中a的数值为
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
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