【题目】甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 | 平衡常数 | 温度(℃) | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g)H2O (g)+CO(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+ CO2(g)CH3OH(g)+H2O (g) | K3 |
(1)反应②是_________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如下图1所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)_____K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
图 1 图2
(3)判断反应③△H____0; △S____0(填“>”“=”或“<”)在500℃、2L的密闭容器中,进行反应③,测得某时刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol, 此时v(正)___v(逆)(填“>”“=”或“<”)
(4)一定温度下,在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知 c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如上图2所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是________。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是_____________。
(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸.常温条件下,将amol/L的CH3COOH与bmol/LBa(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)=c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为________.
【答案】吸热 = < < > 加入催化剂 将容器的体积压缩至2L
【解析】
(1)随温度升高,反应②的平衡常数增大,说明升高温度平衡正向移动。
(2)平衡常数只与温度有关;
(3)反应①+反应②=反应③,所以K3= K1×K2;分别计算出反应③在500℃、800℃的平衡常数,根据平衡常数判断反应③的焓变;根据Q与K的关系判断反应进行方向。
(4)曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,缩短达到平衡的时间,但平衡没移动;当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,CO的浓度突然变为原来的1.5倍,缩短达到平衡的时间,但平衡没移动;
(5)醋酸的电离常数,根据电荷守恒、物料守恒计算c(CH3COO-)、c(CH3COOH);根据电荷守恒,可判断此时溶液呈中性。
(1)随温度升高,反应②的平衡常数增大,说明升高温度平衡正向移动,所以正反应吸热。
(2)平衡常数只与温度有关,某温度下反应①,平衡常数不变,所以K(A)=K(B);
(2)K3= K1×K2;在500℃时K3=2.5,800℃时K3=0.375,随温度升高,反应③的平衡常数减小,说明升高温度平衡逆向移动,所以正反应放热,△H<0;3H2(g)+ CO2(g)CH3OH(g)+H2O (g)正方向气体物质的量减小,△S<0;在500℃、2L的密闭容器中,进行反应③,测得某时刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol, 0.93<2.5,此时反应正向进行,v(正)>v(逆)。
(4)反应②前后气体系数和不变,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,缩短达到平衡的时间,但平衡没移动,所以改变的条件是加入了催化剂;当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,CO的浓度突然变为原来的1.5倍,缩短达到平衡的时间,但平衡没移动,改变的条件是将容器的体积压缩至2L;
(5)常温条件下,将amol/L的CH3COOH与bmol/LBa(OH)2溶液等体积混合, 2c(Ba2+)=c(CH3COO-)=bmol/L,根据电荷守恒2c(Ba2+)+ c(H+)=c(CH3COO-)+ c(OH-),可知c(H+)= c(OH-)=,根据物料守恒c(CH3COO-)+c(CH3COOH)= mol/L,c(CH3COOH)= ,醋酸的电离常数= =。
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【题目】某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量,并探究了过氧化氢的性质。请填写下列空白:
Ⅰ.测定过氧化氢的含量
(1)移取10.00 mL密度为ρ g/mL的过氧化氢溶液至250 mL_______(填仪器名称)中,加水稀释至刻度,摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00 mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式为________。
(3)判断滴定到达终点的现象是_________________________。
(4)重复滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为____________。
(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果_________(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。
Ⅱ.探究过氧化氢的性质
该化学兴趣小组根据所提供的实验条件设计了两个实验,分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。(实验条件:试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾淀粉溶液、饱和硫化氢溶液,实验仪器及用品可自选。)
请将他们的实验方法和实验现象填入下表:
实验内容 | 实验方法 | 实验现象 |
验证氧化性 | ____________ | ____________ |
验证不稳定性 | ____________ | ____________ |
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【题目】如图是配制一定物质的量浓度溶液的过程示意图。下列说法中错误的是( )
A.所配制的Na2CO3溶液的物质的量浓度为1.0 mol · L-1
B.操作2是将溶解并放置至室温的Na2CO3溶液转移到容量瓶中
C.操作4如果仰视,会使配得溶液的浓度偏低
D.操作5中,定容摇匀后发现液面低于刻度线,继续加水至液面与刻度线相切
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【题目】如图所示,向A和B中都充人2molX和2molY,起始VA=0.8a L,VB=a L保持温度不变,在有催化剂的条件下,两容器中各自发生下列反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)达到平衡时,VA=0.9a L,则下列说法错误的是 ( )
A. 两容器中达到平衡的时间A<B
B. 打开K达到新平衡后,升高B容器温度,A容器体积相比原平衡状态时一定增大
C. A容器中X的转化率为25%,且比B容器中的X的转化率小
D. 打开K一段时间达平衡时,A的体积为0.8a L(连通管中的气体体积不计)
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【题目】将0.4gNaOH和1.069混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol·稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成的物质的量的关系的是
A.B.
C.D.
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【题目】氯碱厂电解饱和食盐水制取的工艺流程图如下:
(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为______________,与电源负极相连的电极上所发生反应的电极反应式为__________________。
(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)如果粗盐中含量较高,必须添加钡试剂除去,该钡试剂可以是______(填字母)。
a、Ba(OH)2 b、Ba(NO3)2 c、BaCl2
(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、,加入试剂的合理顺序为________。
a、先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
b、先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
c、先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过________、冷却、结晶、________(填写操作名称)除去NaCl。
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【题目】科学家用Ca轰击Bk(锫)生成Up和Up,Up可能是科学家一直寻找的第117号元素。下列关于Ca、Bk(锫)、Up和Up说法中正确的是( )
A. 117号元素的相对原子质量为293.5
B. Up和Up互为同位素
C. Ca、Bk(锫)、Up和Up表示四种核素,属于四种元素
D. 该轰击表明通过化学反应可以合成新元素
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【题目】如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的简单实验装置。
Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验
将足量铜片置于具支试管的底部,在分液漏斗中加入约5mL浓硝酸,往具支试管中滴入约2 mL浓硝酸,用排水法收集产生的气体。
(1)写出具支试管中发生反应的化学方程式:____,该反应中硝酸表现出的化学性质是____。
(2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是_____。
Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验
(3)在上述实验的基础上,欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性,可进行的简便、合理的实验操作是______。
(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是___(填字母)。
A.c中收集到无色气体
B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色
C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色
Ⅲ.实验反思
(5)利用该装置先进行铜与浓硝酸反应的实验,再进行铜与稀硝酸反应的实验,其优点_____。
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【题目】制取Na2CO3和高纯Si的工艺流程如图所示,下列说法错误的是
A. 反应①属于固氮反应
B. 步骤②为先向饱和食盐水中通入CO2至饱和后,再通入NH3
C. 反应⑤、⑥均为氧化还原反应
D. 用精馏的方法可提纯三氯氢硅
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