【题目】研究表明,在CuZnO2催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO,反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1 平衡常数K1 反应Ⅰ
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2 =+41.2kJmol-1 平衡常数K2 反应Ⅱ
(1)一定条件下,将n(CO2): n(H2)=1:1的混合气体充入绝热恒容密闭容器中发生反应。下列事实可以说明反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是_______
A 容器内气体密度保持不变 B CO2体积分数保持不变
C 该反应的平衡常数保持不变 D 混合气体的平均相对分子质量不变
(2)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应的电极反应式是___________________。
(3)反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K3=____________(用K1和K2表示)。
(4)在恒压密闭容器中,由CO2和H2进行反应I合成甲醇,在其它条件不变的情况下,探究温度对化学平衡的影响,实验结果如图。
①△H1_________0(填“>”、“<”或“=”)
②有利于提高CO2平衡转化率的措施有___________(填标号)。
A.降低反应温度
B.投料比不变,增加反应物的物质的量
C.增大CO2和H2的初始投料比
D.混合气体中掺入一定量惰性气体(不参与反应)
(5)在T1温度时,将1.00molCO2和3.00molH2充入体积为1.00L的恒容密闭容器中,容器起始压强为P0,仅进行反应I。
①充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器的压强与起始压强之比为________(用a表示)。
②若经过3h反应达到平衡,平衡后,混合气体物质的量为3.00mol,则该过程中H2的平均反应速率为____________(保留三位有效数字);平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示,即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数。写出上述反应压力平衡常数KP为____________(用P0表示,并化简)。
【答案】 BCD CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O K1/K2 < A 2-a/2 0.500mol·L-1·h-1 8/ P02
【解析】(1)A、密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,所以容器内气体密度保持不变不能说明反应达到平衡状态,A错误;B、CO2体积分数保持不变说明反应达到平衡状态,B正确;C、由于是绝热容器,所该反应的平衡常数保持不变说明温度不再发生变化,反应达到平衡状态,C正确;D、混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值,质量不变,但物质的量是变化的,混合气体的平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态,D正确,答案选BCD;(2)CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,碳的化合降低发生还原反应,所以生成甲醇的反应发生在阴极,该电极反应式是CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O;(3)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1 平衡常数K1 反应Ⅰ,CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)△H2 =+41.2kJmol-1 平衡常数K2 反应Ⅱ,所以根据盖斯定律CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H3=△H1-△H2,K3=K1/K2;(4)①图中T2>T1,温度越高水蒸气的含量越少,平衡逆向移动,所以正反应是放热反应,所以△H1<0;②A.降低反应温度,平衡正向移动,CO2平衡转化率增大,A正确;B.在恒压密闭容器中,投料比不变,增加反应物的浓度,CO2平衡转化率不变,B错误;C.增大CO2和H2的初始投料比,二氧化碳转化率降低,而氢的转化率增大,C错误;D.混合气体中掺入一定量惰性气体,相当于减小压强,平衡逆向移动,二氧化碳转化率降低,C错误;答案选A。
(5)① CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
c(初): 1 3 0 0
c(变):a 3a a a
c(平):1-a 3-3a a a
所以P0/P=4/(42a),则P/P0=(2a)/2;
②平衡后,混合气体物质的量为3.00mol,则反应的氢气的物质的量为1.5mol,v=△c/△t
=1.5mol/(1L×3h)=0.5molL-1h-1;
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
c(初): 1 3 0 0
c(变): 0.5 1.5 0.5 0.5
c(平): 0.5 0.5 0.5 0.5
所以K=0.5×0.5/0.5×1.53=0.148(Lmol-1)2;因为:P/P0=1.5/2,所以P=0.75P0,p=P(H2O)P(CH3OH)/P(CO2)P3(H2)= 。
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【题目】电炉加热时用纯O2氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成。下列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置
(1)A装置中MnO2的作用是________________;
(2)B装置中浓硫酸的作用是________________;
(3)燃烧管中CuO的作用是___________________;
(4)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种,准确称取1.38 g样品,经充分反应后,D管质量增加1.62g,E管质量增加2.64g,则该样品的实验式(最简式)为_____________;
(5)要确定该物质的分子式,还要知道该物质的相对分子质量, 经测定其蒸气密度为2.054 g·L-1(已换算为标准状况下),则其分子式为________________;
(6)该物质的核磁共振氢谱如图所示,则其结构简式为__________________。
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【题目】以下分离提纯操作能达到相应目的是( )
选项 | 操作 | 目的 |
A | 电解精炼 | 将粗铜转化为精铜 |
B | 蒸馏 | 分离氯化钠和硝酸钾混合溶液 |
C | 分液 | 分离乙酸与乙酸乙酯混合物 |
D | 用乙醇作萃取剂 | 提取溴水中的溴单质 |
A.A
B.B
C.C
D.D
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【题目】下列关于金属钠的叙述错误的是( )
A.金属钠可以保存在煤油中
B.金属钠着火时,可用泡沫灭火器来灭火
C.钠与熔融的四氯化钛反应可制取钛
D.实验时用剩的钠块应该放回原试剂瓶
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【题目】根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是
A. 气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4
B. 氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C. 上图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>Si
D. 用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
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【题目】下列关于食品安全的做法不正确的是
A.用聚氯乙烯塑料袋包装食品
B.在食用盐中添加适量的碘酸钾
C.在食品加工中科学使用食品添加剂
D.研发高效低毒的农药,降低蔬菜的农药残留量
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【题目】科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如下图所示)。已知该分子中N-N-N键角都是108.1°,下列有关N(NO2) 3的说法正确的是
A.分子中N、O间形成的共价键是非极性键 B.分子中四个氮原子共平面
C.该物质既有氧化性又有还原性 D.15.2g该物质含有6.02×1022个原子
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【题目】一定条件下,在体积一定的密闭容器中加入1mol N2和3mol H2发生反应:N2+3H22NH3(正反应是放热反应).下列有关说法正确的是
A. 升高温度能加快反应速率
B. 1mol N2和3mol H2的总能量低于2mol NH3的总能量
C. 达到化学反应限度时,生成2molNH3
D. 平衡时各组分含量之比一定等于3:1:2
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【题目】短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 原子半径的大小顺序为:rX>rY>rZ>rW>rQ
B. 元素W的最高价氧化物对应的水化物酸性比Q的强
C. 离子Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都不相同
D. 元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
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