【题目】甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列反应合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。在体积为2L的密闭容器中,充入2molCO2和9molH2,测得CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示:
(1)该反应的平衡常数K表达式为________。
(2)0~10min时间内,该反应的平均反应速率v(H2O)=_______,H2的转化率为_______。
(3)下列叙述中,能说明反应已达到化学平衡状态的是________(填字母)。
A.容器内CO2、H2、CH3OH、H2O(g)的浓度之比为1∶3∶1∶1
B.v正(CO2)∶v逆(H2)=1∶3
C.平衡常数K保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH1=-1452.8kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:_______。
【答案】K= 0.075mol·L-1·min-1 50% BD CH3OH(l)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g) ΔH=-443.4kJ·mol-1
【解析】
(1)平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积之比,即K=,故答案为:;
(2)0~10min时间内,CH3OH的物质的量浓度变化量=0.75mol/L,则v(CH3OH)==0.075mol·L-1·min-1,所以,v(H2O)=v(CH3OH)=0.075mol·L-1·min-1。生成甲醇的物质的量=0.75mol/L×2L=1.5mol,则转化了的氢气的物质的量=3×1.5mol=4.5mol,那么氢气的转化率==50%,故答案为:0.075mol·L-1·min-1;50%;
(3)达到平衡时,v正=v逆≠0,体系中各成分的量保持不变。
A.容器内CO2、H2、CH3OH、H2O(g)的浓度之比为1∶3∶1∶1不代表CO2、H2、CH3OH、H2O(g)的量不变,不能判断是否平衡,A错误;
B.由方程式计量数可知v逆(H2)=3v逆(CO2),又因为v正(CO2)∶v逆(H2)=1∶3,即v逆(H2)=3v正(CO2),所以,3v逆(CO2)= 3v正(CO2),v逆(CO2)= v正(CO2),说明反应已平衡,B正确;
C.平衡常数K只和温度有关,温度不变,K不变,故平衡常数K保持不变,不能说明反应是否平衡,C错误;
D.该反应是一个气体总质量m不变,气体总物质的量n减小的反应,由n=可知,当混合气体的平均相对分子质量保持不变,即M不变,那么n也不变,说明已达到平衡,D正确;
综上所述,BD能说明反应已达平衡,故答案为:BD。
(4)得:CH3OH(l)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g),ΔH==-443.4kJ·mol-1,故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g) ΔH=-443.4kJ·mol-1。
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【题目】实验室以蛇纹石酸浸出液主要含,还有一定量的、、、等为原料制备高纯氧化铁,流程如图1:
已知流程中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表:
氢氧化物 | |||
开始沉淀的pH | |||
沉淀完全的pH |
已知:在该温度下,Ksp(CaF2)=2.0×10-10 Ksp(MnF2)=5.0×10-3 Ksp(MgF2)=7.4×10-11
(1)“还原”时,应选择______填字母.
A.Zn粉溶液粉
(2)“滤渣”的主要成分除含有少量外,还含有______填化学式.
(3)“沉锰”时,已知:为确保沉锰完全即溶液中,应保持溶液中______.
(4)“除铝”时,控制溶液pH的范围为_____________
(5)“氧化”时,常用酸性溶液检测是否残留未被氧化的金属离子,该反应的离子方程式为__________
(6)“沉铁”时,反应温度为条件下,反应时间和反应终点pH对铁的沉淀率的影响分别如图2所示,则最佳的工艺条件是______.
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【题目】已知X(g)和Y(g)可以相互转化:2X(g) Y(g) ΔH<0。现将一定量X(g)和Y(g)的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中,反应物及生成物的浓度随时间变化的关系如图所示。则下列说法不正确的是
A.若混合气体的压强不变,则说明反应已达化学平衡状态
B.a、b、c、d四个点表示的反应体系中,表示化学反应处于平衡状态的只有b点
C.25~30 min内用X表示的平均化学反应速率是0.08 mol·L-1·min-1
D.反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是增加Y的浓度
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【题目】某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时,现断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表指针偏转,下列有关描述正确的是
A. 断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为:2H++2Cl—Cl2↑+H2↑
B. 断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红
C. 断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应为:Cl2+2e—=2Cl—
D. 断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极
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【题目】化学概念在逻辑上存在如图关系,对下列概念的说法正确的是( )
A. 化合物与氧化物属于交叉关系
B. 单质与非电解质属于包含关系
C. 溶液与分散系属于并列关系
D. 化合物与电解质属于包含关系
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【题目】工业上通常利用SiO2 和碳反应来制取硅,写出反应的化学方程式___________________。
工业上还可以利用镁制取硅,反应为2Mg+SiO2 = 2MgO+Si,同时会发生副反应:2Mg + Si = Mg2Si。如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置,试回答下列问题:
(1)由于O2和H2O(g)的存在对该实验有较大影响,实验中应通入气体X作为保护气,试管中的固体药品可选用________(填序号)。
a.石灰石 b.锌粒 c.纯碱
(2)实验开始时,必须先通一段时间X气体,再加热反应物,其理由是 ___________________________;当反应引发后,移走酒精灯,反应能继续进行,其原因是______________________。
(3)反应结束后,待冷却至常温时,往反应后的混合物中加入稀盐酸,可观察到闪亮的火星,产生此现象的原因是副产物Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷)气体,然后SiH4自燃.用化学方程式表示这两个反应①________________________②___________________.
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【题目】我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种元素的比例来确定“北京人”年龄,这种测量方法叫铝铍测年法。关于26Al和10Be的说法不正确的是( )
A.10Be和9Be是中子数不同质子数相同的不同原子
B.10Be的原子核内中子数比质子数多
C.5.2g26Al3+中所含的电子数约为1.2×1024
D.26Al和25Mg的质子数、中子数和核外电子数都不相同
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【题目】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W在大气中有两种同素异形体且均能支持燃烧,X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,非金属元素Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍。下列叙述不正确的是( )
A.Y、Z的氢化物稳定性Y>Z
B.Y单质的熔点高于X单质
C.X、W、Z能形成具有强氧化性的XZW
D.中W和Y都满足8电子稳定结构
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【题目】如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理的装置图(夹持仪器略)。
(1)A装置为CO2的发生装置,反应的离子方程式为____________________。
(2)B装置可除去A装置中可能挥发出的___________,反应的离子方程式为_______________。
(3)C装置为O2的发生装置,反应的化学方程式为__________________、________________。
(4)D装置可除去C装置中未反应的__________,反应的离子方程式为____________________。
(5)E装置为排水法收集O2的装置,检验所收集的气体为O2的方法为_____________________。
(6)C装置中固体由淡黄色完全变为白色,检验固体成分的实验方案为取少量C装置中反应后的固体溶于水,向溶液中滴入过量___溶液,若有白色沉淀生成,则证明固体中含有___;过滤,向滤液中滴入几滴酚酞溶液,若__且不褪色,则证明固体中含有__。
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