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【题目】合成气的主要成分是一氧化碳和氢气,可用于合成二甲醚等清洁燃料。从天然气获得合成气过程中可能发生的反应有:
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=206.1 kJ·mol-1
②CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH2=247.3 kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3
请回答下列问题:
(1)在一密闭容器中进行反应①,测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示。反应进行的前5 min内,v(H2)= ;10 min时,改变的外界条件可能是 。
(2)如图2所示,在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和CO2,使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应②,并维持反应过程中温度不变。
①可以判断甲容器中反应已达平衡状态的是 。
a.生成CH4的速率是生成CO的速率的2倍
b.容器内压强保持不变
c.容器内气体的密度保持不变
d.容器内各气体的浓度保持不变
②甲乙两容器中反应达到平衡时,下列说法正确的是 。
a.化学反应速率:v (甲)>v (乙)
b.甲烷的转化率:α(甲)<α(乙)
c.压强:P(甲)= P (乙)
(3)反应③中ΔH3= kJ·mol-1。800 ℃时,反应③的化学平衡常数K=1.0,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表:
CO | H2O | CO2 | H2 |
0.5 mol | 8.5 mol | 2.0 mol | 2.0 mol |
此时反应③中正、逆反应速率的关系是 (填代号)。
a.v(正)>v(逆) b.v(正)<v(逆) c.v(正)=v(逆) d.无法判断
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【题目】利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-99kJ·mol-1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-58 kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H
(1)反应①的化学平衡常数K的表达式为 ;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线是 ;反应③的△H= kJ·mol-1。
(2)合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率α(CO)与温度和压强的关系如图2所示。图中的压强p1、p2、p3由大到小的顺序为 ;α(CO)随温度升高而减小,其原因是 。
(3)为安全起见,工业生产中需对空气中的CO进行检测。
①粉红色的PdCl2溶液可以检测空气中少量的CO。若空气中含CO,则溶液中会产生黑色的Pd沉淀,每生成5.3gPd沉淀,反应中转移的电子数为 。
②使用电化学CO气体传感器定量检测空气中CO含量,其模型如图所示。这种传感器利用了原电池原理,则该电池的负极反应式为 。
(4)CO与Fe在一定条件下可形成五羰基铁[Fe(CO)5],该化合物易吸收H2生成氢化羰基铁。氢化羰基铁为二元弱酸,可与NaOH反应生成四羰基铁酸二钠。五羰基铁吸收H2的化学方程式为 。
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【题目】NH3是一种重要的化工原料,也是造成水体富营养化及氮氧化物污染的重要因素之一。
(1)N2和H2以物质的量之比为1∶3在不同温度和压强下发生反应:N2+3H22NH3,测得平衡体系中NH3的物质的量分数如图1。
①为提高原料气的转化率,工业上采取的合理措施有 (填字母)。
a. 采用常温条件
b. 使用适当的催化剂
c. 将原料气加压
d. 将氨液化并不断移出
②图1中所示的平衡体系中NH3的物质的量分数为0.549和0.488时,该反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1 K2。(填“>”“<”或“=”)
(2)氨氮是造成水体富营养化的重要因素之一,用次氯酸钠水解生成的次氯酸将水中的氨氮(用NH3表示)转化为氮气除去,涉及的相关反应如下:
反应①:NH3+HClO===NH2Cl+H2O
反应②:NH2Cl+HClO===NHCl2+H2O
反应③:2NHCl2+H2O===N2+HClO+3HCl
已知在水溶液中NH2Cl较稳定,NHCl2不稳定易转化为氮气。在其他条件一定的情况下,改变(即NaClO溶液的投入量),溶液中次氯酸钠对氨氮去除率及余氯量 (溶液中+1价氯元素的含量)的影响如图2所示。
①反应中氨氮去除效果最佳的n(NaClO)/n(NH3)值约为 。
②a点之前氨氮去除率较低的原因为 。
(3)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3,其工作原理如图3。
①电解过程(虚线内)发生反应的离子方程式为 。
②将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3,则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为 。
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【题目】下表是元素周期表中部分元素,请回答下列问题:
IA | IIA | ⅢA | ⅣA | VA | ⅥA | ⅦA | 0 | |
1 | H | He | ||||||
2 | Li | C | N | O | F | |||
3 | Na | Al | Si | S | Cl |
(1)上表所列元素中,属于金属元素的有_____种,金属性最强的元素与氧反应生成的化合物有Na2O和________(填化学式)。
(2)上表所列元素中,化学性质最不活泼的是_____,非金属性最强的元素形成的单质的电子式为__________。
(3)N、C、Si三种元素的气态氢化物中,最稳定的是______(化学式)。
(4)上表所列的第三周期的元素中,原子半径最小的是_______。
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【题目】数十年来,化学工作者对碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。在高温高压下CO具有极高的化学活性,能与多种单质或化合物反应。
(1)工业上常采用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 ;反应生成的气体在加热、催化剂作用条件下可合成液体燃料甲醇,该反应的化学方程式为 。
(3)一定条件下,CO与H2可合成甲烷,反应方程式为:CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O (g)该条件下,该反应能够自发进行的原因是 。
(4)CO—空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-。该电池正极的电极反应式为 。
(5)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,反应方程式为:
CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g) ΔH =-29.1 kJ·mol-1
科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:
①根据反应体系的压强对甲醇转化率的影响并综合考虑生产成本因素,工业制取甲酸甲酯应选择的压强为 。
a.3.5×106Pa b.4.0×106Pa c.5.0×106Pa
②实际工业生产中采用的温度是 ,其理由是 。
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【题目】将过量的氨水加到硫酸铜溶液中,溶液最终变成深蓝色,继续加入乙醇,析出晶体Cu(NH3)4SO4·H2O。
(1)Cu2+基态核外电子排布式为 ;的空间构型为 。(用文字描述)
(2)乙醇分子中氧原子轨道杂化类型为 。与NH3互为等电子体的一种阳离子为 (填化学式)。
(3)1mol[Cu(NH3)4]2+中σ键的数目为 。
(4)某含有结晶水的铜的氯化物的晶胞结构如图所示,该化合物的化学式是 。
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【题目】下列各组离子,能在水溶液中大量共存的是( )
A.Na+、Ba2+、SO42﹣、Cl﹣
B.Mg2+、K+、Cl﹣、NO3﹣
C.H+、K+、CO32﹣、NO3﹣
D.Ag+、Ca2+、Cl﹣、HCO3﹣
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【题目】某化学小组用右图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是( )
A.E处棉花球变成黄色,说明Cl2的氧化性比Br2强
B.F处棉花球变成蓝色,说明Br2的氧化性比I2强
C.E处发生反应的离子方程式为:Cl2+ 2Br-=2Cl-+ Br2
D.G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为:2OH- + Cl2 = ClO-+ Cl-+ H2O
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