【題目】甲醇是一種可再生能源,由CO2制備甲醇的過程可能涉及的反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58 kJmol-1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
反應(yīng)Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.77 kJmol-1
回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅱ的△H2=__________,若反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,則K2=________(用K1、K3表示)。
(2)反應(yīng)Ⅲ自發(fā)進(jìn)行條件是___________(填“較低溫度”、“較高溫度”或“任何溫度”)。
(3)在一定條件下2 L恒容密閉容器中充入3 mol H2和1.5 mol CO2,僅發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,實驗測得不同反應(yīng)溫度與體系中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系,如下表所示。
溫度(℃) | 500 | T |
CO2的平衡轉(zhuǎn)化率 | 60℅ | 40℅ |
①T______500℃(填“高于”或“低于”)。
②溫度為500℃時,該反應(yīng)10 min時達(dá)到平衡:
a.用H2表示該反應(yīng)的速率為____________________;
b.該溫度下,反應(yīng)I的平衡常數(shù)K=______________。
(4)某研究小組將一定量的H2和CO2充入恒容密閉容器中并加入合適的催化劑(發(fā)生反應(yīng)I、Ⅱ、Ⅲ),測得不同溫度下體系達(dá)到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率(a)及CH3OH的產(chǎn)率(b),如圖所示。
①該反應(yīng)達(dá)到平衡后,為同時提高反應(yīng)速率和甲醇的生成量,以下措施一定可行的是_____(選填編號)。
A.升高溫度 B.縮小容器體積 C.分離出甲醇 D.增加CO2的濃度
②據(jù)圖可知當(dāng)溫度高于260℃后,CO的濃度隨著溫度的升高而_________(填“增大”、“減小”、“不變”或“無法判斷”)。
【答案】(1)+41.19kJmol-1(2分)K1/K3(2分)(2)較低溫度(1分)
(3)高于(1分) 0.135mol·L-1·min-1200 L2/mol2
(4)BD(2分,少選扣1分,錯選或多選不給分) 增大(2分)
【解析】試題分析:(1)根據(jù)蓋斯定律計算反應(yīng)熱;依據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式判斷。
(2)根據(jù)反應(yīng)自發(fā)性的條件結(jié)合方程式分析。
(3)①根據(jù)溫度對轉(zhuǎn)化率的影響分析。
②根據(jù)轉(zhuǎn)化率結(jié)合三段式計算反應(yīng)速率和平衡常數(shù)。
(4)①根據(jù)外界條件對反應(yīng)速率和平衡狀態(tài)的影響分析;
②根據(jù)圖像變化趨勢結(jié)合反應(yīng)方程式分析判斷。
解析:(1)反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58 kJmol-1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
反應(yīng)Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.77 kJmol-1
則根據(jù)蓋斯定律可知反應(yīng)Ⅱ=反應(yīng)Ⅰ-反應(yīng)Ⅲ,因此△H2=△H1-△H3=49.58kJmol-1)-(-90.77kJmol-1)=+41.19 kJmol-1;若反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,則K2=K1/K3。
(2)根據(jù)方程式可知反應(yīng)Ⅲ為熵減的反應(yīng),△S<0,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,則△G=△H-T△S<0,故要自發(fā)進(jìn)行需要在較低溫度下進(jìn)行;
(3)①反應(yīng)I是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率降低,則T高于500℃。
② CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始濃度(mol/L) 0.75 1.5 0 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L) 0.45 1.35 0.45 0.45
平衡濃度(mol/L) 0.3 0.15 0.45 0.45
a.用H2表示該反應(yīng)的速率為1.35mol/L÷10min=0.135 mol·L-1·min-1;
b.化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,因此根據(jù)方程式可知該溫度下,反應(yīng)I的平衡常數(shù)K==200 L2/ mol2。
(4)①A.升高溫度,加快反應(yīng)速率,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡逆向移動,甲醇生產(chǎn)量減小,A錯誤;B.縮小容器體積,增大壓強(qiáng),加快反應(yīng)速率,平衡正向移動,甲醇生產(chǎn)量增大,B正確;C.分離出甲醇,平衡正向移動,甲醇生產(chǎn)量增大,但反應(yīng)速率減慢,C錯誤;D.增加CO2的濃度,可以加快反應(yīng)速率且使得平衡正向移動,甲醇生產(chǎn)量增大,D正確,答案選BD;
②反應(yīng)I、反應(yīng)III均為放熱反應(yīng),溫度升高不利于CO2、CO轉(zhuǎn)化為甲醇,反應(yīng)II為吸熱反應(yīng),溫度升高使更多的CO2轉(zhuǎn)化為CO,所以當(dāng)溫度高于260℃后,CO的濃度一定增大。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氫氧化鋁和小蘇打可作為治療胃酸過多的內(nèi)服藥成分,兩者
A. 受熱均能分解 B. 都屬于堿
C. 都屬于兩性氧化物 D. 都屬于非電解質(zhì)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】辣椒中含辣椒素,局部應(yīng)用可助減輕疼痛。辣椒素酯類化合物的結(jié)構(gòu)可以表示為:(R為烴基),其中一種辣椒素酯類化合物J的合成路線如下:
已知:
①A、B和E為同系物,其中B的相對分子質(zhì)量為44,A和B核磁共振氫譜顯示都有兩組峰,峰面積比分別為9:1和3:1;
②化合物J的分子式為C15H22O4;
③
回答下列問題:
(1)G中含有的官能團(tuán)有 、 。
(2)由C生成D的反應(yīng)類型為 ,D的化學(xué)名稱為 。
(3)①的化學(xué)方程式為 。
(4)J的結(jié)構(gòu)簡式為 。
(5)G的同分異構(gòu)體中,苯環(huán)上的一氯代物只有一種的共有 種(不含立體異構(gòu)),核磁共振氫譜顯示2組峰的是 (寫結(jié)構(gòu)簡式)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)反應(yīng)mA+nBpC在某溫度下達(dá)到平衡。
①若A、B、C都是氣體,減壓后正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率,則m、n、p的關(guān)系是___________.
②若C為氣體,且m+n=p,在加壓時化學(xué)平衡發(fā)生移動,則平衡必定向___________方向移動.
③如果在體系中增加或減少B的量,平衡均不發(fā)生移動,則B肯定不能為___________態(tài).
(2)乙二酸俗名草酸,易溶于水,水溶液可以用酸性KMnO4溶液進(jìn)行滴定:
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計了如下實驗方法測草酸晶體(H2C2O4·xH2O)中x值。
①稱取1.260g純草酸晶體,將其酸制成100.00mL水溶液為待測液
②取25.00mL待測液放入錐形瓶中,再加入適量的稀H2SO4
③用濃度為0.1000mol/L的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,達(dá)到終點(diǎn)時消耗10.00mL;
(1)滴定時,KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液應(yīng)裝在 式滴定管中
(2)本實驗滴定達(dá)到終點(diǎn)的標(biāo)志是___________
(3)通過上述數(shù)據(jù),計算出x=___________
討論:若滴定終點(diǎn)時俯視滴定管刻度,則由此測得的x值會___________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】固體粉末X中可能含有K2S03、KAlO2、MgC12,Na2C03中的一種或幾種.為確定該固體粉末的成分,做如下實驗:①溶于水后,無明顯現(xiàn)象;②取固體X進(jìn)行下列實驗,實驗過程及現(xiàn)象如下:
根據(jù)上述實驗,以下說法正確的是( )
A.氣體I可能為SO2和CO2的混合物
B.沉淀3一定為Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物
C.固體粉末X中一定有Na2C03,可能有KA102
D.固體粉末X中一定有K2SO3和KA102
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將足量Na2O2投入FeCl2溶液中可觀察到的現(xiàn)象是( )
A.生成白色沉淀
B.生成紅褐色沉淀
C.有氣泡產(chǎn)生
D.無變化
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】向含MgCl2、AlCl3均為n mol的混合液中逐滴加入NaOH溶液至過量,有關(guān)離子沉淀或沉淀溶解與pH關(guān)系如下表:
離子 | Mg2+ | Al3+ | 物質(zhì) | Al(OH)3[來 |
開始沉淀時的pH | 8.93 | 3.56 | 開始溶解時的pH | 8.04 |
完全沉淀時的pH | 10.92 | 4.89 | 完全溶解時的pH | 12.04 |
列表示生成沉淀與加入NaOH的物質(zhì)的量關(guān)系的圖像中,關(guān)系正確的是
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D、E、F元素是原子序數(shù)依次增大的六種短周期元素。已知:元素A的原子半徑在所有元素中最小,元素B的一種同位素可測定文物年代,D原子最外層電子數(shù)與核外電子總數(shù)之比為3∶4,E和D可以形成原子個數(shù)比為1∶1和 2∶1的兩種離子化合物,F(xiàn)是同周期中簡單離子中半徑最小的元素。據(jù)此回答下列問題。
(1) F元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________________,E在元素周期表中的位置為_______________。
(2) C元素與A元素形成一種離子CA,請寫出檢驗溶液中存在該離子的實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論: _____ ____。
(3) 寫出F元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式:___________________。
(4) 由以上某些元素組成的化合物X、Y、Z、W有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(已知:Y和Z在水溶液中存在微粒種類相同)。
① X化合物中含有的化學(xué)鍵類型有__________________________;
② X+Z→Y的離子方程式為_____________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列實驗操作正確的是
A. 分液時,上下層液體均從下口放出
B. 蒸餾時忘記放碎瓷片可停止加熱,冷卻后補(bǔ)加
C. 蒸發(fā)結(jié)晶時,應(yīng)將蒸發(fā)皿中的溶液全部蒸干
D. 過濾時,為加快過濾速度可攪拌漏斗內(nèi)的液體
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