煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。
已知:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ | 400 | 500 | 830 | 1000 |
平衡常数K | 10 | 9 | 1 | 0.6 |
试回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=________。
(2)上述正向反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。
(3)某温度下上述反应平衡时,恒容、升高温度,原化学平衡向________反应方向移动(填“正”或“逆”),正反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”),容器内混合气体的压强________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)在830 ℃发生上述反应,按下表中的物质的量投入恒容反应器,其中在向正反应方向移动的有________(选填A、B、C、D)。
A | B | C | D | |
n(CO2) | 3 | 1 | 0 | 1 |
n(H2) | 2 | 1 | 0 | 1 |
n(CO) | 1 | 2 | 3 | 0.5 |
n(H2O) | 5 | 2 | 3 | 2 |
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下列离子方程式书写正确的是
A.向碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钠 HCO3-+OH-=CO32-+H2O
B.向碳酸氢钾溶液中滴入过量澄清石灰水 2HCO3-+Ca2++2OH-=CO32-+2H2O+CaCO3↓
C.向Ba(OH)2溶液中逐滴加入NH4HSO4溶液至刚好沉淀完全:
Ba2++OH-+H++SO42- ==BaSO4↓+H2O
D.硫酸铜和氢氧化钡溶液混合SO42-+Ba2+=+BaSO4↓
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氯在饮用水处理中常用作杀菌剂,且HClO的杀菌能力比ClO-强。25 ℃时氯气氯水体系中存在以下平衡关系:
Cl2(g)Cl2(aq) K1=10-1.2
Cl2(aq)+H2OHClO+H++Cl- K2=10-3.4
HClOH++ClO- Ka=?
其中Cl2(aq)、HClO和ClO-分别在三者中占分数(α)随pH变化的关系如图所示 。下列表述正确的是( )
A.Cl2(g)+H2O2H++ClO-+Cl- K=10-10.9
B.在氯处理水体系中,c(HClO)+c(ClO-)=c(H+)-c(OH-)
C.用氯处理饮用水时,pH=7.5时杀菌效果比pH=6.5时差
D.氯处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季好
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由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用引起了各界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),该反应的能量变化如图所示:
(1)上述反应平衡常数K的表达式为______________________________________________,
温度降低,平衡常数K________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)在体积为2 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2的物质的量随时间变化如下表所示。从反应开始到5 min末,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)=________。
t/min | 0 | 2 | 5 | 10 | 15 |
n(CO2)/mol | 1 | 0.75 | 0.5 | 0.25 | 0.25 |
(3)在相同温度容积不变的条件下,能说明该反应已达平衡状态的是________(填写序号字母)。
a.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶3∶1∶1
b.容器内压强保持不变
c.H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1
d.容器内的密度保持不变
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纳米材料二氧化钛(TiO2)具有很高的化学活性,可做性能优良的催化剂。
(1)工业上二氧化钛的制备是:
I. 将干燥后的金红石(主要成分TiO2,主要杂质SiO2)与碳粉混合装入氯化炉中,在高温下通入Cl2,制得混有SiCl4杂质的TiCl4。
II. 将混有SiCl4杂质的TiCl4分离,得到纯净的TiCl4。
III. 在TiCl4中加水、加热,水解得到沉淀TiO2•xH2O。
IV. TiO2·xH2O高温分解得到TiO2。
①TiCl4与SiCl4在常温下的状态是_______。II中所采取的操作名称_______。
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②如实验IV中,应将TiO2.xH2O放在_______ (填仪器编号)中加热。
(2)据报道:“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO2,TiO2受太阳光照射后,产生的电
子被空气或水中的氧获得,生成H2O2,其过程大致如下:
a. O2→2O b. O+H2O→2OH(羟基) c. OH+OH→H2O2
①b中破坏的是 (填“极性共价键”或“非极性共价键”)。
②H2O2能清除路面空气中的等,其主要是利用了H2O2的 (填“氧化性”或“还原性”)。
(3)过氧化氢是重要的化学试剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等。
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。
请填写下列空白:
①取10.00 mL密度为P g/mL的过氧化氢溶液稀释至250 mL。取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。
用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数配平及化学式填写在方框里。
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②滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入______________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。滴定到达终点的现象是____________________________。
③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______________。
④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”)。
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乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。写出相应的反应的化学方程式
(2)已知:
甲醇脱水反应①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9KJ·mol-1
甲醇制烯烃反应②2CH3OH(g)=C2H4 (g)+2H2O(g) △H2=-29.1KJ·mol-1
乙醇异构化反应③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g)) △H3=+50.7KJ·mol-1
则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H= KJ·mol-1
与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是: 。
(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)
①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K= (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
②图中压强P1、P2、P3、P4的大小顺序为: ,理由是:
③气相直接水合法党采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290 ℃,压强6.9MPa,n(H2O)︰n(C2H4)=0.6︰1。乙烯的转化率为5℅。若要进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有: 、 。
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一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:MgSO4(s)+CO(g) MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH>0
该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是 ( )。
选项 | x | y |
A | 温度 | 容器内混合气体的密度 |
B | CO的物质的量 | CO2与CO的物质的量之比 |
C | SO2的浓度 | 平衡常数K |
D | MgSO4的质量(忽略体积) | CO的转化率 |
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(1)CO中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素部分反应生成碳氧血红蛋白,反应的化学方程式可表示为CO+HbO2O2+HbCO,实验表明,c(HbCO)即使只有c(HbO2)的,也可造成人的智力损伤。已知t ℃时上述反应的平衡常数K=200,吸入肺部O2的浓度约为1.0×10-2 mol·L-1,若使c(HbCO)小于c(HbO2)的,则吸入肺部CO的浓度不能超过________mol·L-1。
(2)有如下三个与CO相关的反应:
Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH=Q1,平衡常数K1
Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g) ΔH=Q2,平衡常数为K2
H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=Q3,平衡常数为K3
在不同的温度下K1、K2、K3的数值如下:
T/℃ | K1 | K2 | K3 |
700 | 1.47 | 2.38 | 0.62 |
900 | 2.15 | 1.67 |
请回答下列问题:
①Q1、Q2、Q3的关系式:Q3=________。
②K1、K2、K3的关系式:K3=________,根据此关系式可计算出上表中900 ℃时,K3的数值为________(精确到小数点后两位)。可进一步推断反应H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g)为________(填“放”或“吸”)热反应,Q3________0(填“>”、“<”或“=”)。③改变条件使可逆反应H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g)已经建立的平衡逆向移动,可采取的措施有________。
A.缩小容器体积 B.降低温度
C.使用催化剂 D.设法增加H2O(g)的量
E.升高温度
(3)在一定条件下,使CO和O2的混合气体13 g充分反应,所得混合气体在常温下与足量的Na2O2固体反应,结果固体增重7 g,则原混合气体中CO的质量是________g。
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下列关于0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液的说法正确的是( )
A.溶质的电离方程式为NaHCO3===Na++H++CO
B.25 ℃时,加水稀释后,n(H+)与n(OH-)的乘积变大
C.离子浓度关系:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+c(CO)
D. 温度升高,c(HCO)增大
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