【題目】天然氣是重要的化石能源,其綜合利用的研究意義重大。
已知;i.CH4(g)十H2O(g)CO(g)+3H2(g) H=+206kJmol-1;
ii.CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H=+165kJmol-1;
iii.C(s)十H2O(g)CO(g)十H2(g) H=+131.4kJmol-1。
請回答下列問題:
(1)若將物質(zhì)的量之比為1:1的CH4(g)和H2O(g)充入密閉容器中發(fā)生反應i。CH4(g)和CO(g)的平衡體積分數(shù)(φ)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示:
圖中表示CH4(g)的平衡體積分數(shù)與溫度關(guān)系的曲線為___(填“L1”或“L2”),原因為__。
(2)合成氣的主要組分為CO和H2;以天然氣為原料生產(chǎn)的合成氣有多種方法,其中Sparg工藝的原理為CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H1。T℃下,向容積可變的密閉容器中充入一定量的CH4(g)和CO2(g),改變?nèi)萜黧w積,測得平衡時容器內(nèi)氣體的濃度如表所示:
①H1=__。
②T℃下,該反應的平衡常數(shù)K=__。
③實驗1中,CO的平衡體積分數(shù)為__%(保留三位有效數(shù)字)。
④V1:V2=_。
(3)甲烷在高溫下分解生成的炭黑,是生成橡膠的重要原料,其分解原理為CH4(g)C(s)+2H2(g)。
①一定溫度下,將n1molCH4充入1L恒容密閉容器中發(fā)生上述反應,tmin末容器內(nèi)壓強變?yōu)樵瓉淼?/span>1.6倍。tmin內(nèi)該反應的平均反應速率v(H2)=__(用含n1和t的代數(shù)式表示)。
②若控制溫度和壓強不變,充入CH4的物質(zhì)的量與平衡時H2的體積分數(shù)的關(guān)系如圖所示。充入n1molCH4時,平衡點位于A點,則充入n2molCH4時,平衡點位于__(填“B”“C”或“D”)點。
【答案】L2 反應i為吸熱反應,溫度升高平衡正向進行甲烷體積分數(shù)降低; +247kJ/mol 0.25 41.7 3:7 mol/(Lmin) C
【解析】
(1)反應i為吸熱反應,圖1中表示甲烷的平衡體積分數(shù)與溫度關(guān)系的曲線為L2;
(2)①由蓋斯定律計算H1
②T℃下,該反應的平衡常數(shù)K=,由圖表數(shù)據(jù)計算得到;
③實驗1中生成CO物質(zhì)的量濃度=0.10mol/L,平衡狀態(tài)下氣體總濃度=0.02mol/L+0.02mol/L+0.1mol/L+0.1mol/L=0.24mol/L,據(jù)此計算CO的平衡體積分數(shù);
④平衡常數(shù)隨溫度變化,利用平衡常數(shù)列式計算,=0.25,x=0.005,假設(shè)平衡時的體積不變,將實驗1和實驗2中的平衡狀態(tài)利用極值可以得到,當c(CO)=0mol/L時,實驗1中c(CH4)=0.07mol/L,實驗2中c(CH4)=0.03mol/L,而此時兩個虛擬容器中甲烷的物質(zhì)的量相同,物質(zhì)的量濃度之比等于體積的反比;
(3)①tmin②末容器內(nèi)壓強變?yōu)樵瓉淼?/span>1.6倍,氣體物質(zhì)的量變?yōu)樵瓉淼?/span>1.6倍為1.6n1mol,其中n(H2)=1.2n1mol,tmin內(nèi)該反應的平均反應速率v(H2)=;
②若控制溫度和壓強不變,只改變甲烷的物質(zhì)的量,平衡時氫氣的體積分數(shù)不變。
(1)圖1中表示甲烷的平衡體積分數(shù)與溫度關(guān)系的曲線為L2,原因是反應i為吸熱反應,溫度升高平衡正向進行甲烷體積分數(shù)降低,故答案為:L2;反應i為吸熱反應,溫度升高平衡正向進行甲烷體積分數(shù)降低;
(2)①已知:i.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H=+206kJmol-1;
ii.CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)△H=+165kJmol-1;
蓋斯定律計算i×2-ii得到:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H1=+247kJ/mol,故答案:+247kJ/mol;
②T℃下,該反應的平衡常數(shù)K===0.25,故答案為:0.25;
③實驗1中生成CO物質(zhì)的量濃度=0.10mol/L,平衡狀態(tài)下氣體總濃度=0.02mol/L+0.02mol/L+0.1mol/L+0.1mol/L=0.24mol/L,CO的平衡體積分數(shù)=×100%=41.7%,故答案為:41.7;
④利用平衡常數(shù)列式計算,=0.25,x=0.005,假設(shè)平衡時的體積不變,將實驗1和實驗2中的平衡狀態(tài)利用極值可以得到,當c(CO)=0mol/L時,實驗1中c(CH4)=0.07mol/L,實驗2中c(CH4)=0.03mol/L,而此時兩個虛擬容器中甲烷的物質(zhì)的量相同,則物質(zhì)的量濃度之比等于體積反比,V1:V2=3:7,故答案為:3:7;
(3)①tmin②末容器內(nèi)壓強變?yōu)樵瓉淼?/span>1.6倍,氣體物質(zhì)的量變?yōu)樵瓉淼?/span>1.6倍為1.6n1mol,其中n(H2)=1.2n1mol,tmin內(nèi)該反應的平均反應速率v(H2)=mol/(Lmin),故答案為:mol/(Lmin);
②若控制溫度和壓強不變,只改變甲烷的物質(zhì)的量,平衡時氫氣的體積分數(shù)不變,平衡點在C點,故答案為:C。
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【題目】關(guān)于有機物的下列說法正確的是
A.苯與甲苯互為同系物,均能使KMnO4酸性溶液褪色
B.等質(zhì)量的乙烯和甲烷燃燒時,乙烯消耗氧氣多
C.苯分子中的碳碳鍵為單鍵與雙鍵交替存在
D.乙烯和乙烷可用溴水來鑒別
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【題目】有下列幾種反應類型:①消去 ②取代 ③水解 ④加成 ⑤還原 ⑥氧化,用丙醛制取1,2-丙二醇 (),按正確的合成路線依次發(fā)生的反應所屬類型不可能是( )
A. ⑤⑥③① B. ⑤①④③ C. ⑤①④② D. ④①④②
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【題目】丁烷的催化裂解可按下列兩種方式進行:C4H10→C2H6+C2H4; C4H10→CH4+C3H6;某化學興趣小組的同學為探究丁烷裂解氣中CH4和C2H6的比例關(guān)系,設(shè)計如圖所示實驗:
注:CuO能將烴氧化成CO2和H2O;A12O3是丁烷裂解的催化劑,G后面裝置已省略。如圖連接好裝置后(部分夾持裝置已略去),需進行的實驗操作有:
①給D、G裝置加熱:②檢査整套裝置的氣密性;③排盡裝置中的空氣。
(1)這三步操作的先后順序依次是____________。
(2)簡要說明檢驗空氣排盡的方法:_______________________________________________。
(3)B裝置所起的作用是__________________________________________。
(4)假設(shè)丁烷完全裂解,流經(jīng)各裝置中的氣體能完全反應。當(E和F)裝置的總質(zhì)量比反應前增加了 1.82g, G裝置中固體質(zhì)量減少了 4.l6g,則丁烷的裂解產(chǎn)物中n(CH4)∶n(C2H6)=_____________。
(5)若對E裝置中的混合物再按以下流程實驗:
①分離操作I、Ⅱ的名稱是I_____________、 II_______________;
②Na2SO3溶液的作用是(用離子方程式表示)__________________________________。
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【題目】烷基取代苯可以被KMnO4的酸性溶液氧化生成,但若烷基R中直接與苯環(huán)連接的碳原子上沒有C-H鍵,則不容易被氧化得到。現(xiàn)有分子式是C11H16的一烷基取代苯,已知它可以被氧化成為的異構(gòu)體共有7種,其中的3種是、、。請寫出其他4種的結(jié)構(gòu)簡式:_________________、________________、_________________、___________________。
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【題目】化合物M是一種抗心率失常藥物中間體,實驗室由化合物A、B制備M的一種合成路線如圖所示:
已知:①R1COR2(R1、R2表示氫原子或烴基)
②(-NH2易被氧化)
③RCOOHRCOCl
請回答下列問題:
(1)A中官能團的名稱為__,B的化學名稱為__。
(2)C的結(jié)構(gòu)簡式為__。
(3)由B生成F的反應類型為__。
(4)由E與G反應生成H的化學方程式為___。
(5)反應I中加入的過量NH3,除作為反應物外,另一個作用為___。
(6)同時滿足下列條件的M的同分異構(gòu)體有___種(不考慮立體異構(gòu))。
①苯環(huán)上連有3個取代基,其中2個為-NH2
②能發(fā)生銀鏡反應
③核磁共振氫譜中有6組吸收峰
(7)參照上述合成路線和信息,以為原料(無機試劑任選),設(shè)計制備的合成路線:__。
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【題目】已知鈷酸鋰電池的總反應方程式為Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C。用該電池作電源按如圖所示裝置進行電解。通電后,電極a上一直有氣泡產(chǎn)生,電極d附近先出現(xiàn)白色沉淀(CuCl),t min后白色沉淀全部轉(zhuǎn)變成橙黃色沉淀(CuOH)。下列有關(guān)敘述不正確的是
A.鈷酸鋰電池放電時的正極反應為Li1-xCoO2 +xe- +xLi+=LiCoO2
B.當電極a處產(chǎn)生標準狀況下氣體2. 24 L時。鈷酸鋰電池負極質(zhì)量減少1.4g
C.電極d為陽極,電解開始時電極d的反應式為Cu+C1-- e- =CuCl
D.電解tmin后.裝置II中電解質(zhì)溶液的pH顯著增大
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【題目】阿伏伽德羅常量的值,最早由奧地利化學及物理學家JohannJosefLoschmidt測得,有時候用L代替NA表示阿伏伽德羅常量的值,下來說法錯誤的是
A.1.1g的11B中,含有0.6L個中子
B.pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1L個H+
C.標準狀態(tài)下的33.6L氯氣與27g鋁充分反應,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3L
D.1L1mol/LNaCl溶液和1L1mol/LNaF溶液中離子總數(shù):前者大于后者
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【題目】如圖是一個化學過程的示意圖。已知甲池的總反應式為:2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O.
(1)甲池是 ______ 裝置;
(2)乙池中A(石墨)電極的名稱是 ______ ;
(3)寫出通入CH3OH的電極的電極反應式: ______ ;
(4)乙池中反應的化學方程式為 ______ ;
(5)當乙池中B(Ag)極的質(zhì)量增加4.32g時,甲池中理論上消耗O2 _____mL(標準狀況);此時丙池某電極上析出1.60g某金屬,則丙池中的某鹽溶液可能是 ______ (填序號)。
A.MgSO4 B.CuSO4 C.NaCl D.AgNO3.
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