【題目】甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),現(xiàn)在實驗室模擬該反應(yīng)并進行分析。
(1)下列各項中,不能夠說明該反應(yīng)已達到平衡的是__________(填序號)。
a. 恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化
b. 一定條件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
c. 一定條件下,CO、H2和CH3OH的濃度保持不變
d. 一定條件下,單位時間內(nèi)消耗2 mol CO,同時生成1 mol CH3OH
(2)如圖是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線。
① 該反應(yīng)的焓變ΔH____________0(填“>”、“<”或“=”)。
② T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1____________K2(填“>”、“<”或“=”)。
③ 若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是______________。
a. 升高溫度
b. 將CH3OH(g)從體系中分離
c. 使用合適的催化劑
d. 充入He,使體系總壓強增大
(3)2009年10月,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,甲醇燃料電池的工作原理如圖所示。
①請寫出c口通入的物質(zhì)發(fā)生的相應(yīng)電極反應(yīng)式_____________________________。
②工作一段時間后,當(dāng)0.2 mol甲醇完全反應(yīng)生成CO2 時,有___________NA個電子轉(zhuǎn)移。
(4)以上述電池做電源,用上圖所示裝置,在實驗室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)Al電極附近逐漸變渾濁并有氣泡逸出,原因是(用相關(guān)的電極反應(yīng)式和離子方程式表示):
_________________________________________________。
【答案】 d < > b O2+4e-+4H+=2H2O 1.2 Al-3e-=Al3+。Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
【解析】(1)a.由方程式可以看出,反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不相等,只有達到平衡狀態(tài),容器壓強不發(fā)生變化,能判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故a不選;b.一定條件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等,即正逆反應(yīng)速率相等,所以能判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故b不選;c、一定條件下,CO、H2和CH3OH的濃度保持不變是平衡的標(biāo)志,故c不選;d、一定條件下,單位時間內(nèi)消耗2molCO,同時生成1mol CH3OH,只能表明正反應(yīng)速率,不能表示正逆反應(yīng)速率相等,故d選;故選d;
(2)①反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)中,反應(yīng)向右進行,一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大,溫度升高,化學(xué)平衡向著吸熱方向進行,根據(jù)圖中的信息可以知道:T2>T1,所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng),ΔH<0,故答案為:<;
②對于放熱反應(yīng),溫度越高,化學(xué)平衡常數(shù)越小,T2>T1,反之越大,所以K1>K2,故答案為:>;
③a、若容器容積不變,升高溫度,反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)平衡逆向移動,甲醇產(chǎn)率降低,故a錯誤;b、將CH3OH(g)從體系中分離,反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)平衡正向移動,甲醇產(chǎn)率增大,故b正確;c、使用合適的催化劑不會引起化學(xué)平衡的移動,甲醇的轉(zhuǎn)化率不變,故c錯誤;d、若容器容積不變,充入He,使體系總壓強增大,單質(zhì)各組分的濃度不變,化學(xué)平衡不移動,甲醇的轉(zhuǎn)化率不變,故d錯誤;故選b;
(3)①在甲醇燃料電池中,燃料甲醇作負極,氧氣作正極,電解質(zhì)中的陽離子移向正極,所以b口通入的物質(zhì)為甲醇,c口通入的物質(zhì)為氧氣,該電池正極是氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:O2+4e-+4H+=2H2O;故答案為:O2+4e-+4H+=2H2O;
②當(dāng)0.2mol甲醇完全反應(yīng)生成CO2時,根據(jù)總反應(yīng):2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,消耗氧氣0.3mol,轉(zhuǎn)移電子1.2mol;故答案為:1.2;
(4)Al電極為陽極,鋁放電,電極反應(yīng)式為Al-3e-=Al3+,生成的鋁離子與溶液中的碳酸氫根離子發(fā)生雙水解反應(yīng)放出二氧化碳,反應(yīng)的離子方程式為Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,故答案為:Al-3e-=Al3+;Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑。
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【題目】2SO2+O22SO3△H<0是工業(yè)上接觸法制硫酸的重要反應(yīng).下列關(guān)于該反應(yīng)的說法不正確的是( 。
A. 增加O2的濃度提高SO2的轉(zhuǎn)化率
B. 降低溫度能加快反應(yīng)的速率
C. 利用該反應(yīng)放出的熱量對SO2、O2預(yù)熱
D. 即使增大壓強也不能使SO2全部轉(zhuǎn)化為SO3
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實驗室欲用NaOH固體配制1.0 mol·L1的NaOH溶液240 mL:
(1)配制溶液時,一般可以分為以下幾個步驟:
①稱量 ②計算 ③溶解 ④倒轉(zhuǎn)搖勻 ⑤轉(zhuǎn)移 ⑥洗滌 ⑦定容 ⑧冷卻
其正確的操作順序為________________。本實驗必須用到的儀器有天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管、還有________。
(2)某同學(xué)欲稱量一定量的NaOH固體,他先用托盤天平稱量燒杯的質(zhì)量,天平平衡后的狀態(tài)如圖。燒杯的實際質(zhì)量為____________ g,要完成本實驗該同學(xué)應(yīng)稱出____________ g NaOH。
(3)使用容量瓶前必須進行的一步操作是________。
(4)在配制過程中,其他操作都是正確的,下列操作會引起濃度偏高的是________。
①沒有洗滌燒杯和玻璃棒
②轉(zhuǎn)移溶液時不慎有少量灑到容量瓶外面
③容量瓶不干燥,含有少量蒸餾水
④定容時俯視刻度線
⑤未冷卻到室溫就將溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶并定容
⑥定容后塞上瓶塞反復(fù)搖勻,靜置后,液面低于刻度線,再加水至刻度線
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間,以下敘述正確的是
A. 兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生
B. 甲中銅片是正極,乙中銅片是負極
C. 兩燒杯中溶液的pH均增大
D. 生成氫氣的速率甲比乙慢
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【題目】天津港“8.12”爆炸事故中,因爆炸沖擊導(dǎo)致氰化鈉泄漏,可以通過噴灑雙氧水或硫代硫酸鈉溶液來處理,以減輕環(huán)境污染。
資料:氰化鈉化學(xué)式NaCN(C元素+2價,N元素-3價),白色結(jié)晶顆粒,劇毒,易溶于水,水溶液呈堿性,易水解生成氰化氫。
(1) NaCN水溶液呈堿性,其原因是 (用離子方程式解釋)。
(2) NaCN用雙氧水處理后,產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
某化學(xué)興趣小組實驗室制備硫代硫酸鈉(Na2S2O3),并檢測用硫代硫酸鈉溶液處理后的氰化鈉廢水能否達標(biāo)排放。
【實驗一】實驗室通過下圖裝置制備Na2S2O3。
(3)a裝置中盛Na2SO3固體的儀器名稱是 ;b裝置的作用是 。
(4)c裝置中的產(chǎn)物有Na2S2O3和CO2等,d裝置中的溶質(zhì)有NaOH、Na2CO3,還可能有 。
(5)實驗結(jié)束后,在e處最好連接盛 (選填“NaOH溶液”、“水”、“CCl4”中任一種)的注射器,再關(guān)閉K2打開K1,防止拆除裝置時污染空氣。
【實驗二】測定用硫代硫酸鈉溶液處理后的廢水中氰化鈉的含量。
已知:
① 廢水中氰化鈉的最高排放標(biāo)準(zhǔn)為0.50 mg/L。
② Ag++2CN- =" [" Ag (CN)2]-, Ag++I- = AgI↓,AgI呈黃色,且CN-優(yōu)先與Ag+反應(yīng)。
實驗如下:
取25.00 mL處理后的氰化鈉廢水于錐形瓶中,并滴加幾滴KI溶液作指示劑,用1.000 ×10-4mol/L的標(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液的體積為2.50 mL。
(6) 滴定終點的判斷方法是 。
(7) 處理后的廢水中氰化鈉的含量為 mg/L。
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【題目】某一反應(yīng)物的物質(zhì)的量是2.0mol,經(jīng)過4min后,它的物質(zhì)的量變成了1.68mol,則在這4min內(nèi)它的反應(yīng)速率是( 。
A. 無法確定 B. 0.08 molL﹣1min﹣1
C. 0.32 molL﹣1min﹣1 D. 0.06 molL﹣1min﹣1
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【題目】下列關(guān)于膠體的說法正確的是
A. 直徑介于1~100納米之間的微粒稱為膠體
B. 當(dāng)光束通過膠體時,看到的“光柱”是由于光被膠體粒子散射而形成的
C. 膠體的分散質(zhì)不能透過濾紙的孔隙
D. 溶液是電中性的,膠體是帶電的
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【題目】硫單質(zhì)及其化合物在化工生產(chǎn)、污水處理等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
(1)煤制得的化工原料氣中含有羰基硫(O=C=S),該物質(zhì)可轉(zhuǎn)化為H2S,主要反應(yīng)如下:
ⅰ.水解反應(yīng):COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1
ⅱ.氫解反應(yīng):COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2
已知反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學(xué)鍵 | H-H | C=O(COS) | C=S | H-S | |
E/kJ·mol-1 | 436 | 745 | 580 | 339 | 1076 |
①恒溫恒壓下,密閉容器中發(fā)生反應(yīng)i。下列事實能說明反應(yīng)i達到平衡狀態(tài)的是_______。 (填標(biāo)號)
a.容器的體積不再改變
b.化學(xué)平衡常數(shù)不再改變
c.混合氣體的密度不再改變
d.形成1molH—O鍵,同時形成1molH—S鍵
②一定條件下,密閉容器中發(fā)生反應(yīng)i,其中COS(g)的平衡轉(zhuǎn)化率()與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。則A、B、C三點對應(yīng)的狀態(tài)中,v(COS)=v(H2S)的是____________。(填標(biāo)號)
③反應(yīng)ii的正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示,其中表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K逆)的是__________(填“A”或“B”)。T1℃時,向容積為10 L的恒容密閉容器中充入2 mol COS(g)和1 mol H2(g),發(fā)生反應(yīng)ii,COS的平衡轉(zhuǎn)化率為_____________。
(2)過二硫酸是一種強氧化性酸,其結(jié)構(gòu)式為
①在Ag+催化作用下,S2O82-能與Mn2+在水溶液中發(fā)生反應(yīng)生成SO42-和MnO4-,該反應(yīng)的離子方程式為_____________________________。
②工業(yè)上可用惰性電極電解硫酸和硫酸銨混合溶液的方法制備過二硫酸銨?偡磻(yīng)的離子方程式為________________________________。
(3)NaHS可用于污水處理的沉淀劑。已知:25℃時,反應(yīng)Hg2+(aq)+HS-(aq) HgS(s)+H+(aq)的平衡常數(shù)K=1.75×1038,H2S的電離平衡常數(shù)Ka1=1.0×10-7,Ka2=7.0×10-15。
①NaHS的電子式為____________________。
②Ksp(HgS)=_____________________。
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