【题目】能源、环境与人类生活和社会发展密切相关,研究它们的综合利用有重要意义。
(1)二氧化碳能引起温室效应,而对二氧化碳的捕集、利用是当今世界能源领域的一个重要研究方向。工业上用CO2和H2在一定条件下反应可合成二甲醚,已知:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g);△H1=-53.7kJ/mol
CH3OCH3(g)+H2O(g)═2CH3OH(g);△H2=+23.4kJ/mol
则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g);△H3=________kJ/mol
(2)在一定条件下CO2和H2充入一定固定容积的密闭容器中,在两种不同温度下发生反应:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),测得CH3OCH3(g)的物质的量随时间的变化如图1所示。
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI________KⅡ(填“>”或“=”或“<”)。
②一定温度下,若此反应在恒压容器中进行,不能判断该反应达到化学平衡状态依据的是______。
a.混合气体的密度 b.CH3OCH3(g)和H2O(g)体积比不变
c.c(H2)=2c(H2O) d.4个C=O断裂的同时有6个H-O断裂
③一定条件下,上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________(填代号)。
A.CO2的转化率增大 B.逆反应速率先增大后减小
C.容器中的值变大 D.平衡常数增大
(3)合成气CO和H2在一定条件下能发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);△H。
①在某压强下,合成甲醇的反应在不同温度、不同投料比时,CO的转化率如图2所示。500K温度下,将2molCO和4molH2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OH)=________。
②△H________0(填“>”或“=”或“<”)。
③上述合成甲醇的过程中提高CO的转化率可采取的措施有________、________(回答2点)。
【答案】 -130.8 > bc AD 0.12mol/(L·min) < 增大投料比 增大压强、降低温度等(选填任意两个)
【解析】(1)将第一个反应扩大2倍再减去第二个反应得到:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g);△H3=-130.8kJ/mol。
(2)①由图像1得到曲线Ⅰ的反应速率更慢,所以曲线Ⅰ的反应的温度更低,该反应为放热反应,温度降低K值增大,所以KI>_KⅡ。
②该反应的所有物质都是气体,所以气体总质量不变,如果平均分子量不变,这说明气体的总物质的量不变,该反应的两边系数不等,所以总物质的量不变能说明反应已经达到平衡状态,即选项a能说明反应达平衡。CH3OCH3(g)和H2O(g)是反应的生成物,一定按照1:3的比例生成,所以其体积比不变不能说明反应达平衡,即选项b不能说明反应达平衡。c(H2)=2c(H2O),但是没有强调不变,有可能瞬间相等然后发生变化,所以选项c不能说明反应达平衡。4个C=O断裂说明有2个CO2被反应,6个H-O断裂说明有3个H2O被反应,即说明正逆反应速率相等,选项d能说明反应达平衡。
③CO2的转化率升高说明有更多的CO2参与了反应,所以说明反应一定正向移动,选项A正确。如果增大反应物浓度,则逆反应速率瞬间增大,再逐渐减小,平衡逆向移动,选项B错误。取出一定量的氢气,则平衡逆向移动,体系中的值变大,选项C错误。正反应放热,平衡常数增大一定是降低了体系温度,降温平衡正向移动,选项D正确。
(3)①从图中得到:500K温度下,将2molCO和4molH2(即横坐标为2)充入2L的密闭容器中,达平衡时的CO转化率为60%,所以参与反应的CO为1.2mol,生成的甲醇也是1.2mol,速率为。
②从图中得到投料比不变时,温度越高CO的转化率越低,说明升温平衡逆向移动,正反应为放热反应,△H<0。
③增加氢气(即增大投料比)可以提高CO的转化率;增大压强、降低温度都会使平衡正向移动,提高CO的转化率。
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【题目】不同的生物由于生活环境不同.其组成细胞的成分含量不同在组成水绵的各种化学成分中,占细胞鲜重最多的元素和有机化合物分别是
A. 氧、水 B. 碳、蛋白质
C. 氧、蛋白质 D. 碳、水
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【题目】NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1.5g甲基(﹣CH3)所含电子数目为NA
B.标准状况下,11.2L苯中含有1.5NA 个碳碳双键
C.常温常压下,14 g乙烯和丙烯(C3H6)的混合气体中所含原子总数为3NA
D.4.6 g Na与100 mL1.0 mol/L醋酸溶液反应,转移电子数目为0.1NA
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【题目】反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在5L的密闭容器中进行,半分钟后,NO的物质的量增加了0.3mol,则此反应的平均速率可表示( )
A.v(O2)=0.010 molL﹣1s﹣1
B.v(NO)=0.008 molL﹣1s﹣1
C.v(H2O)=0.006 molL﹣1s﹣1
D.v(NH3)=0.002 molL﹣1s﹣1
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【题目】甲醇不仅作为F1赛车的燃料添加剂,也广泛应用于甲醇燃料电池。某燃料电池装置如图所示,下列说法错误的是( )
A. 乙池负极反应为:CH3OH-6e-+3CO32-=4CO2↑+2H2O
B. 乙池中电池工作时,CO32-不断移向负极
C. 理论上32g甲醇被消耗时,C极上放出气体体积(标准状况下)为67.2L
D. 甲池中Cu电极发生的反应为2Cl--2e-=Cl2↑
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【题目】亚硝酸钙[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加剂的主要原料,某学习小组设计实验制备亚硝酸钙,实验装置如图所示。(夹持装置略去)
已知:2NO+CaO2Ca(NO2)2;2NO2+CaO2Ca(NO3)2。
Ca(OH)2+NO+NO2=Ca(NO2)2+H2O
请回答下列问题:
(1)向三颈烧瓶中加入稀硝酸之前,应向装置中通入一段时间的N2,原因是______________________。
(2)装置D的名称是__________;装置B中盛装的试剂是___________。
(3)装置F中的酸性K2Cr2O7溶液可将剩余的NO氧化成NO3-,溶液由橙色(Cr2O72-)变为绿色(Cr3+),发生反应的离子方程式为_______________________________。
(4)已知Ca(NO2)2溶液显弱碱性,其对应的酸容易分解,产生NO气体,设计实验证明装置F中有亚硝酸钙生成:_________________________________。
(5)工业上可用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2。
①若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,则会导致____________________________________;
②若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,则会导致____________________________________。
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【题目】数十年来,化学工作者对碳的氧化物和氢化物做了广泛深入的研究并取得了一些重要成果. 已知:C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=﹣393kJmol﹣1
2CO (g)+O2(g)=2CO2(g);△H=﹣566kJmol﹣1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=﹣484kJmol﹣1
(1)工业上常采用将水蒸气喷到灼热的炭层上实现煤的气化(制得CO、H2),该反应的热化学方程式是 .
(2)上述煤气化过程中需向炭层交替喷入空气和水蒸气,喷入空气的目的是;该气化气可在加热和催化剂下合成液体燃料甲醇,该反应方程式为 .
(3)电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到. 第一步:2CH3OH(g)═HCOOCH3(g)+2H2(g)△H>0
第二步:HCOOCH3(g)═CH3OH(g)+CO(g)△H>0
①第一步反应的机理可以用图1表示:图中中间产物X的结构简式为 .
②以甲醇制一氧化碳的反应为反应(填“吸热”、“放热”).
(4)天然气可重整生产化工原料,最近科学家们利用天然气无氧催化重整获得芳香烃X.由质谱分析得X的相对分子质量为106,其核磁共振氢谱如图2,则X的结构简式为 .
(5)C2H4可用于烟气脱硝.为研究温度、催化剂中Cu2+负载量对其NO去除率的影响,控制其他条件一定,实验结果如3图所示.为达到最高的NO去除率,应选择的反应温度和Cu2+负载量分别是 .
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【题目】如图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图,下列说法正确的是( )
A. M的最高价氧化物对应水化物能分别与Z、R的最高价氧化物对应水化物反应
B. Y的单质能从含R简单离子的水溶液人中置换出R单质
C. X、N两种元素组成的化合物熔点很低
D. 简单离子的半径:Z<X< Y
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【题目】实验室可用乙醇、浓硫酸作试剂来制取乙烯,但实验表明,还有许多副反应发生,如反应中会生成SO2、CO2、水蒸气等无机物。某研究性学习小组欲用下图所示的装置制备纯净的乙烯并探究乙烯与单质溴能否反应及反应类型。回答下列问题:
(1)写出用乙醇制备乙烯反应的化学方程式:________________________,实验中,混合浓硫酸与乙醇的方法是将___________慢慢加入另一种物质中;加热F装置时必须使液体温度为______________。
(2)为实现上述实验目的,装置的连接顺序为F→________→B →E →_______→D (各装置限用一次),A装置的作用是_________________。
(3)当C中观察到____________________时,表明单质溴能与乙烯反应;若D中_________________,表明C中发生的是取代反应;若D没有出现前面所描述的现象时,表明C中发生的是_______________反应。
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