【题目】甲醇是一种重要的化工原料,又是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景。
(1)已知:CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) △H=+84kJmol1,
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g) △H=484kJmol1
工业上常以甲醇为原料制取甲醛,请写出CH3OH(g)与O2(g)反应生成HCHO(g)和H2O(g)的热化学方程式:________________________________________________________________________
(2)在一容积为2L的密闭容器内,充入0.2molCO与0.4molH2发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。 CO的平衡转化率与温度,压强的关系如图所示。
①A,B两点对应的压强大小关系是PA________PB(填“>,<,=”)
②下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是___________(填代号)
a.H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍 b.CH3OH的体积分数不再改变
c.混合气体的密度不再改变 d.气体的平均相对分子质量和压强不再改变
③在P1压强、T1°C时,该反应的平衡常数K=_________(填计算结果)
④T1°C、1L的密闭容器内发生上述反应,测得某时刻各物质的物质的量如下:CO:0.1mol, H2 :0.2mol, CH3OH:0.2mol。此时v正 ________ v逆(填> 、 < 或 =)。
【答案】2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g) △H=-316kJ/mol < bd 100 >
【解析】
根据盖斯定律进行判断;根据影响化学平衡移动的因素进行判断,根据三段式进行计算化学平衡常数。
(1)根据盖斯定律,反应2CH3OH(g)十O2 (g)===2HCHO(g)+ 2H2O(g)可由已知两个反应⑴CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) △H=+84kJmol1,(2) 2H2(g)+O2(g)═2H2O(g) △H=484kJmol1,⑴2+(2)得到,所以该反应的焓变△H=+84 kJmol-12+(一484 kJmol-l)=-316 kJmol-1。CH3OH(g)与O2(g)反应生成HCHO(g)和H2O(g)的热化学方程式: 2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g) △H=-316kJ/mol。答案:2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g) △H=-316kJ/mol。
(2) ①根据反应前后化学计量数可知,温度相同时,压强增大,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,由图可知,B点CO的平衡转化率大于A点,故A、B两点对应的压强大小关系是pA<pB。答案:<。
②a.H2的消耗速率与CH3OH生成速率方向相同,所以H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍时,不能说明反应能达到化学平衡状态,故a错误;CH3OH的体积分数不再改变,说明正逆反应速率相等,能说明反应能达到化学平衡状态,故b正确;反应前后气体的气体的总质量不变,容器的体积不变,则气体的密度自始至终不变,密度不变不能说明反应能达到化学平衡状态,故c错误;d.由 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)知气体的平均相对分子质量M=m/n所以平均相对分子质量不变,说明化学反应达到平衡,两边计量数不等,所以压强不再说明化学反应达到平衡,故d正确;答案选bd。
③ 已知在压强p1、温度T1℃时,CO的平衡转化率为0.5,则建立如下三段式:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始(mol/L)0.1 0.2 0
转化(mol/L)0.05 0.1 0.05
平衡(mol/L)0.05 0.1 0.05
故T1℃时该反应的平衡常数K=0.05/0.050.12=100。答案:100.
④ 反应的浓度熵Qc=0.1//0.050.12=200> K=100,故此时平衡正向移动,则v正>v逆。答案:>。
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【题目】下列关于反应能量的说法正确的是( )
A. 一定条件下2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H1 ,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(l) △H2 则△H1>△H2
B. 相同条件下,如果1 mol 氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子所具有的能量为E2,则2E1=E2
C. 甲烷的燃烧热为890.3 kJmol﹣1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为: CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=﹣890.3 kJmol﹣1
D. 已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合放出57.3 kJ的热量
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【题目】a、b、c、d为短周期元素,原子序数依次增大。25℃时,其最高价氧化物的水化物溶液(浓度均为0.1mol·L-1)的pH和原子序数的关系如图所示。下列有关说法正确的是
A. 简单离子半径:b>a
B. d元素氧化物的水化物一定是强酸
C. 气态氢化物的稳定性:d>c
D. b、c的简单离子都能破坏水的电离平衡
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【题目】锂—铜空气燃料电池(如图)容量高、成本低,该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为:2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH-,下列说法错误的是( )
A. 放电时,当电路中通过0.1 mol电子的电量时,有0.1molLi+透过固体电解质向Cu极移动,有标准状况下1.12L氧气参与反应
B. 整个反应过程中,氧化剂为O2
C. 放电时,正极的电极反应式为:Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-
D. 通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O
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【题目】工业上可用软锰矿(主要成分是MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下:
回答下列问题:
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出率,除了可以搅拌、将矿石研磨粉碎以外,可以采取的措施有(写两条)________________。
(2)副产品A的化学式是________________。
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质。若测得滤液中c(F-)=0.01 mol·L-1,则滤液中残留的c(Ca2+)=________________〔已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10〕。
(4)沉锰工序中,加入NH4HCO3后有无色无味的气体放出,同时有浅红色的沉淀生成,发生反应的离子方程式是________________;沉锰工序中判断沉淀已经洗涤干净的实验操作是________________。
(5)已知MnCO3难溶于水和乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解。工业上一般用少量C2H5OH洗涤的原因是________________。
(6)溶浸过程中发生的主要反应如下,请完成并配平该反应的离子方程式:_____________ FeS2+_____________ MnO2+_____________ =_____________ Fe3++_____________ Mn2++_____________ SO42-+_____________ ,___________________
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【题目】在恒容密闭容器中存在下列平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。CO2(g)的平衡物质的量浓度c(CO2)与温度T的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的ΔH>0
B. 在T2时,若反应处于状态D,则一定有ν正<ν逆
C. 平衡状态A与C相比,平衡状态A的c(CO)小
D. 若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1<K2
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【题目】常温下,有PH=12的NaOH溶液100ml,欲使其PH变为11(忽略溶液混合后体积的变化,计算结果小数点后保留一位)完成下列填空
(1)若用水稀释,则加入水的体积为_________ml
(2)若加入PH=10的NaOH溶液,应加入__________ml
(3)若加入PH=2的盐酸,应加入_________ml
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【题目】分离提纯是化学实验中的重要部分,方法有过滤、蒸发、萃取、蒸馏等,应用广泛,环己醇脱水是合成环己烯的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置如图:
可能用到的有关数据如下:
Ⅰ.合成反应:
在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸,b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90 ℃。
Ⅱ.分离提纯:
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5 %碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙,最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。
回答下列问题:
(1)装置b的名称是__。
(2)加入碎瓷片的作用是__;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是__(填字母)。
A.立即补加 B.冷却后补加 C.不需补加 D.重新配料
(3)分液漏斗在使用前须清洗干净并__;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的__(填“上口倒出”或“下口倒出”)。
(4)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是__。
(5)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有__(填正确答案标号)。
A.蒸馏烧瓶 B.温度计 C.分液漏斗 D.牛角管 E.锥形瓶
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