【题目】已知可逆反应CO + H2O(g) CO2 + H2 , 达到平衡时,K =
,K是常数,只与温度有关,与浓度无关。
(1)830K时,若起始时:c (CO) = 2 mol/L,c (H2O) = 3 mol/L,平衡时CO的转化率为60%,水蒸气的转化率为;K值为。
(2)830K,若只将起始时c (H2O)改为6 mol/L,则水蒸气的转化率为。
(3)若830K时,起始浓度c (CO) = a mol/L,c (H2O) = b mol/L,H2的平衡浓度c (H2) = c mol/L。
①a、b、c之间的关系式是;
②当a = b时,a = c。
【答案】
(1)40%,1
(2)25%
(3)1,2
【解析】解:(1)设水蒸气反应的浓度为xmol·L-1
CO + | H2O(g) |
1 | 1 |
1.2mol·L-1 | xmol·L-1 |
x=1.2
所以水蒸气的转化率=1.2mol·L-1/3mol·L-1=40%;
CO + | H2O(g) | CO2 + | H2 | |
起始(mol/L) | 2 | 3 | 0 | 0 |
转化(mol/L) | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 |
平衡(mol/L) | 0.8 | 1.8 | 1.2 | 1.2 |
平衡常数K=1.2mol·L-1×1.2mol·L-1/(0.8mol·L-1×1.8mol·L-1)=1
所以答案是:40%;1。
(2)设反应的水蒸气的浓度为y.
CO+ | H2O(g) | CO2+ | H2 | |
起始(mol/L) | 2 | 6 | 0 | 0 |
转化(mol/L) | y | y | y | y |
平衡(mol/L) | 2-y | 6-y | y | y |
K=y×y/((2-y)×(6-y)), 解得y=1.5mol·L-1,所以水蒸气的转化率为1.5mol·L-1/6mol·L-1=25%.
所以答案是:25%.
(3)
CO+ | H2O(g) | CO2+ | H2 | |
起始(mol/L) | a | b | 0 | 0 |
转化(mol/L) | c | c | c | c |
平衡(mol/L) | a-c | b-c | c | c |
K=c×c/((a-c)×(b-c))=1
c2=(a-c)(b-c)
当a=b时,代入上式,得a=2c。
所以答案是:1;2。
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【题目】超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层.科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2 , 化学方程式如下:2NO+2CO2CO2+N2
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
C(NO)/molL﹣1 | 1.00×10﹣3 | 4.50×10﹣4 | 2.50×10﹣4 | 1.50×10﹣4 | 1.00×10﹣4 | 1.00×10﹣4 |
C(CO)/molL﹣1 | 3.60×10﹣3 | 3.05×10﹣3 | 2.85×10﹣3 | 2.75×10﹣3 | 2.70×10﹣3 | 2.70×10﹣3 |
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)若1molNO和1molCO的总能量比1molCO2和0.5molN2的总能量大,则上述反应的△H0(填写“>”、“<”、“=”.)
(2)前2s内的平均反应速率v(N2)= .
(3)计算4s时NO的转化率 .
(4)下列措施能提高NO和CO转变成CO2和N2的反应速率的是 .
A.选用更有效的催化剂
B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度
D.缩小容器的体积
(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率.为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中.
实验编号 | T/℃ | NO初始浓度/molL﹣1 | CO初始浓度/molL﹣1 | 催化剂的比表面积/m2g﹣1 |
Ⅰ | 280 | 1.20×10﹣3 | 5.80×10﹣3 | 82 |
Ⅱ | 124 | |||
Ⅲ | 350 | 124 |
①请在上表格中填入剩余的实验条件数据.
②请在给出的坐标图中,画出上表中的Ⅰ、Ⅱ两个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线是实验编号.
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【题目】无水AlCl3是一种重要的化工原料。某课外活动小组尝试制取无水AlCl3并进行相关探究。
资料信息:无水AlCl3在178℃升华,极易潮解,遇到潮湿空气会产生白色烟雾。
(探究一)无水AlCl3的实验室制备
利用下图装置,用干燥、纯净的氯气在加热条件下与纯铝粉反应制取无水AlCl3。供选择的药品:①铝粉②浓硫酸③稀盐酸④饱和食盐水⑤二氧化锰粉末⑥无水氯化钙⑦稀硫酸⑧浓盐酸⑨氢氧化钠溶液。
(1)写出装置A发生的反应方程式__________。
(2)装置E需用到上述供选药品中的________(填数字序号),装置F的作用是__________。
(3)写出无水AlCl3遇到潮湿空气发生反应的化学方程式__________。
(探究二)离子浓度对氯气制备的影响
探究二氧化锰粉末和浓盐酸的反应随着盐酸的浓度降低,反应会停止的原因:
(4)提出假设:假设1.Cl-浓度降低影响氯气的生成;假设2.__________。
(5)设计实验方案:(限选试剂:浓H2SO4、NaCl固体、MnO2固体、稀盐酸)
步骤 | 实验操作 | 预测现象和结论 |
① | 往不再产生氯气的装置中,加入_____继续加热 | 若有黄绿色气体生成,则假设1成立 |
② | __________ | 若有黄绿色气体生成,则假设2成立 |
(探究三)无水AlCl3的含量测定及结果分析
取D中反应后所得固体2.0g,与足量氢氧化钠溶液反应,测定生成气体的体积(体积均换算成标准状况),重复测定三次,数据如下:
第一次实验 | 第二次实验 | 第三次实验 | |
D中固体用量 | 2.0g | 2.0g | 2.0g |
氢气的体积 | 334.5mL | 336.0mL | 337.5mL |
(6)根据表中数据,计算所得固体中无水AlCl3的质量分数_________。
(7)有人认为D中制得无水AlCl3的质量分数偏低,可能的一种原因是__________。
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【题目】绿色能源是指使用不会对环境造成污染的能源。下列属于绿色能源的是
①太阳能 ②风能 ③石油 ④煤 ⑤木材 ⑥潮汐能
A. ①②③ B. ③④ C. ④ D. ①②⑥
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【题目】亚硝酸钠(NaNO2)外观酷似食盐且有咸味,是一种常用的发色剂和防腐剂,但使用过量会使人中毒。某学习小组针对亚硝酸钠设计了如下实验:
【制取NaNO2】
设计的制取装置如下图(夹持装置略去):
该小组先查阅资料知:①2NO+Na2O2 =2NaNO2;2NO2+Na2O2 =2NaNO3;
②NO能被酸性高锰酸钾氧化为NO3-,
(1)装置A中用于盛放稀硝酸的仪器名称为_______________,装置A中发生主要反应的离子方程式为_____________________________。
(2)装置D的作用是_____________________________。
(3)若无装置B,则进入装置D中的气体除N2、NO外还可能有_____________________________。
(4)甲同学检查装置气密性后进行实验,发现制得的NaNO2中混有较多的NaNO3杂质。下列可以提高NaNO2纯度的方案是____________(填字母)。
a.将B中的药品换为碱石灰 b.将稀硝酸换为浓硝酸
C.实验开始前通一段时间CO2 d.在装置A、B之间增加盛有水的洗气瓶
【测定制得样品中NaNO2的含量】
(5)该实验中需配制KMnO4标准溶液并酸化,应选择_______(填化学式)来酸化KMnO4溶液。
(6)已知:在酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+。为测定样品中亚硝酸钠的含量,该小组称取4.0 g样品溶于水配制成250 mL溶液,取25.00 mL溶液于锥形瓶中,用0.100 mol·L-1的酸性KMnO4 溶液进行滴定,消耗20.00 mL酸性KMnO4溶液。滴定过程中酸性KMnO4溶液的作用是_______________,所得样品中NaNO2的质量分数为______________。
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【题目】有一种胶体溶液,在电泳实验中其胶粒向阴极移动,对这种胶体溶液分别进行下列处理,不发生凝聚的是 ( )
A.加硫酸钠溶液B.加热C.加硅酸胶体D.加氢氧化铁胶体
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【题目】冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法;②水煤气(或H2、CO)法;③活泼金属置换法;④电解法。这四种方法在工业上均有应用。古代有:(Ⅰ)火烧孔雀石[主要成分是Cu2(OH)2CO3]炼铜;(Ⅱ)湿法炼铜。现代有:(Ⅲ)铝热法炼铬;(Ⅳ)从光卤石(主要成分是MgCl2)中炼镁。下列分析不正确的是
A. ①用于(Ⅰ) B. ②用于(Ⅱ) C. ③用于(Ⅲ) D. ④用于(Ⅳ)
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【题目】甲醇可采用多种方法制备,其用途广泛,是重要的化工原料。
Ⅰ.利用合成气(CO、CO2、H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
(1)反应①过程中能量变化如下图所示,下列说法正确的是______________(填选项标号)。
A.①反应的△H=逆反应活化能-正反应活化能
B.把1molCO(g)和2molH2(g)充入密闭容器中充分反应,达平衡时放出的热量为91kJ
C.从图中信息可知加入催化剂能改变反应历程和热效应
D.相同条件下,CO(g)和H2(g)反应生成1mol液态CH3OH放出的热量大于91kJ
(2)现利用①和②两个反应合成CH3OH,已知CO可使反应的催化剂寿命下降。
若氢碳比表示为f= [(n(H2)-n(CO2)]/[(n(CO)-n(CO2)],则理论上f=______________时,原料气的利用率最高。但生产中往往采用略高于该值的氢碳比,理由是:______________________________。
Ⅱ.甲醇可用于制取甲酸甲酯,其反应方程式为:CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g)△H<0。科研人员的部分研究结果如下:
(3)从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”图和生产成本角度分析,工业制取甲酸甲酯应选择的最佳压强是______________________(填“3.5×106Pa”“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)。
(4)实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是_______________________________________。
Ⅲ.甲醇还可以用于合成二甲醚,发生的反应为2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
己知该反应在某温度下的平衡常数为900,此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分浓度如下:
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
浓度(mol/L) | 1.25 | 0.9 | 0.9 |
(5)比较此时正、逆反应速率的大小:v正___________v逆(填“>“<”或“=”)。
(6)若加入CH3OH后,经6min反应达到平衡,则该时间内平均反应速率v(CH3OH)=___________mol/(L·min)。
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【题目】下列叙述正确的是 ( )
A. 原子晶体中,共价键的键能越大,熔沸点越高
B. 分子晶体中,分子间作用力越大,该分子越稳定
C. 金属阳离子只能与阴离子构成晶体
D. 正四面体构型的分子中,键角一定为109°28′
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