【題目】研究CO和CO2的利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要意義。請(qǐng)回答下列問題:
(1)利用CO和H2在一定條件下可合成甲醇,發(fā)生反應(yīng): CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g),其兩種反應(yīng)過程中能量的變化曲線如圖中a、b所示,下列說法正確的是_____(填字母)。
A.上述反應(yīng)的△H= -91 kJ·mol-1
B.該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件為高溫
C. b過程使用催化劑后降低了反應(yīng)的活化能和H
D. b過程的反應(yīng)速率:第Ⅱ階段>第Ⅰ階段
(2)若反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在溫度不變且體積恒定為1L密閉容器中發(fā)生,反應(yīng)過程中各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化見表所示:
時(shí)間/min | 0 | 5 | 10 | 15 |
H2 | 4 | 2 | ||
CO | 2 | 1 | ||
CH3OH(g) | 0 | 0.7 |
①下列各項(xiàng)能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡標(biāo)志的是_______(填字母)
A.2v正(H2)=v逆(CH3OH)
B. CO與CH3OH的物質(zhì)的量之比保持不變
C.混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
D.混合氣體的密度保持不變
②若起始?jí)簭?qiáng)為P0kPa,反應(yīng)速率若用單位時(shí)間內(nèi)分壓的變化表示,則10 min內(nèi)H2的反應(yīng)速率v(H2)=_____kPa/min;該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=______。(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)甲和乙兩個(gè)恒容密閉容器的體積相同,向甲中加入1 mol CO和2 mol H2,向乙中加入2 mol CO和4 molH2,測(cè)得不同溫度下CO的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示,則L、M兩點(diǎn)容器內(nèi)平衡常數(shù):K(M)_____ K(L); 壓強(qiáng):p(M)__2p(L)。(填“>”“<”或“=”)
(4)以納米二氧化鈦為工作電極,稀硫酸為電解質(zhì)溶液,在一定條件下通入CO2進(jìn)行電解,在陰極可制得低密度聚乙烯()。電解時(shí),陰極的電極反應(yīng)式是_________。
【答案】AD BC kPa-2(可不帶單位) < > 2nCO2+12ne-+12nH+=+4nH2O
【解析】
(1)A.對(duì)于反應(yīng)CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g),根據(jù)反應(yīng)過程中能量的變化圖可得△H=正反應(yīng)的活化能-逆反應(yīng)的活化能=419 kJ·mol-1-510 kJ·mol-1= -91 kJ·mol-1,A項(xiàng)正確;
B.該反應(yīng)正向是氣體粒子數(shù)目減小的反應(yīng),屬于熵減過程△S<0,根據(jù)△G=△H-T△S,△G<0可自發(fā),需要低溫環(huán)境才可以自發(fā),B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C.b過程使用催化劑后降低了反應(yīng)的活化能,但是H只與反應(yīng)始末狀態(tài)有關(guān),與反應(yīng)途徑無關(guān),H故不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;
D.b過程中第I階段正反應(yīng)活化能較高,故活化分子的百分含量較低,因此化學(xué)反應(yīng)速率較慢,b過程的反應(yīng)速率:第I階段<第Ⅱ階段,D項(xiàng)正確。
故說法正確的選AD。
(2) ①A.對(duì)于反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),當(dāng)v正(H2)=2v逆(CH3OH)時(shí),反應(yīng)到達(dá)平衡,2v正(H2)=v逆(CH3OH),正逆反應(yīng)各物質(zhì)速率不成比例,未達(dá)到平衡,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B.反應(yīng)物CO與生成物CH3OH的物質(zhì)的量之比從開始反應(yīng)逐漸減小,若保持不變可以說明達(dá)到平衡,B項(xiàng)正確;
C.混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量數(shù)值上等于摩爾質(zhì)量M=,因?yàn)橘|(zhì)量守恒m不變,該反應(yīng)正向是氣體粒子數(shù)目較小方向,n會(huì)減小,M會(huì)增大,達(dá)到平衡之后M不變,故C項(xiàng)正確;
D.混合氣體的密度=,m不變?nèi)萜黧w積固定,則混合氣體的密度是個(gè)定值,一直不變,不能做平衡的判定依據(jù),D項(xiàng)錯(cuò)誤;
故能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡標(biāo)志的是BC;
②同溫1L容器中,氣體的物質(zhì)的量與壓強(qiáng)呈正比,初始加入2 mol CO和4 molH2,混合氣體共6mol,起始?jí)簭?qiáng)為P0kPa,則起始?xì)錃獾姆謮?/span>P0kPa,反應(yīng)10 min H2的物質(zhì)的量為2mol,是原來氫氣物質(zhì)的量的一半,反應(yīng)10 min H2的分壓P0kPa,故10 min內(nèi)H2的反應(yīng)速率v(H2)== = kPa/min;反應(yīng)10 min H2的物質(zhì)的量為2mol,CO的物質(zhì)的量為1mol,生成的甲醇為1mol,混合氣體共4mol
(3)根據(jù)CO的平衡轉(zhuǎn)化率-T-P圖分析,其他條件不變(觀察甲或者乙),升高溫度,CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低,根據(jù)平衡移動(dòng)原理該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱的,則K值隨溫度升高而降低,由于甲和在在溫度不變的時(shí)候平衡常數(shù)是相同的,故L、M兩點(diǎn)容器內(nèi)平衡常數(shù):K(M)<K(L);向甲中加入1 mol CO和2 mol H2,向乙中加入2 mol CO和4 molH2,在相同轉(zhuǎn)化率的情況下,平衡時(shí)刻乙的總物質(zhì)的量等于甲總物質(zhì)的量的2倍,由氣體狀態(tài)方程PV=nRT,溫度越高氣體的壓強(qiáng)越大,故壓強(qiáng):p(M)>2p(L);
(4)通入CO2進(jìn)行在硫酸電解質(zhì)中電解,在陰極可制得低密度聚乙烯(),2nCO2→,碳元素化合價(jià)從+4降到-2,每個(gè)碳得6個(gè)電子,2nCO2共得12n個(gè)電子,則陰極的電極反應(yīng)式是2nCO2+12ne-+12nH+=+4nH2O。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)有甲、乙、丙(如下圖)三種晶體的晶胞(甲中x處于晶胞的中心,乙中a處于晶胞的中心),可推知:甲晶胞中x與y的個(gè)數(shù)比是__________,乙晶胞中a與b的個(gè)數(shù)比是__________,丙晶胞中有________個(gè)c離子,有________個(gè)d離子。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】煤的綜合利用是一個(gè)減少污染、提高燃料利用率的重要課題,其常用的方法包括煤的氣化、液化以及轉(zhuǎn)化為有機(jī)產(chǎn)品等。請(qǐng)回答下列問題:
(1)已知:I.C(s)、CO(g)、H2(g)的燃燒熱依次為△H1=-393.5kJ·mol-1、△H2=-283.0kJ·mol-1、△H3=-285.8kJ·mol-1
II.H2O(l)=H2O(g)△H4=+44.0kJ·mol-1
則煤氣化主要反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的△H=___。
(2)現(xiàn)在一恒溫的剛性容器中加入足量煤,并通入1mol水蒸氣,發(fā)生反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),則下列指標(biāo)能夠說明已到達(dá)平衡狀態(tài)的有___ (填標(biāo)號(hào))。
①氣體的密度保持不變;②斷裂2molH-O鍵的同時(shí)生成1molH-H鍵;③CO的體積分?jǐn)?shù)保持不變;④氣體的平均摩爾質(zhì)量不變;⑤CO與H2的比例保持不變;⑥容器的壓強(qiáng)保持不變。
(3)氣化后,將水煤氣CO與H2化合CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可得到甲醇,最終實(shí)現(xiàn)煤的間接液化。已知在T℃時(shí),其正反應(yīng)速率為v正=k正·(CO)·c2(H2),逆反應(yīng)速率為v逆=k逆·c(CH3OH),其中k為速率常數(shù),其數(shù)值k正=97.5,k逆=39.0,則該溫度下的平衡常數(shù)K=___;若在T℃下,向一體積為2L的剛性密閉體系中通入3molCO、2molH2和5molCH3OH,則此時(shí)證v正___v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)關(guān)于CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下列說法正確的是___(填字母)。
A.加壓有利于速率加快和平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
B.甲醇的平衡體積分?jǐn)?shù)隨著CO與H2投料比的增大而增大
C.使用催化性能好的催化劑,可提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率
D.在恒溫恒容條件下達(dá)到平衡后,通入Ar,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
E.已知E[CO(g)+2H2(g)]>E[CH3OH(g)](E表示物質(zhì)的能量),則降溫有利于提高正反應(yīng)進(jìn)行的程度
(5)在一特殊的恒容容器中,充入一定量的CO(g)與H2(g)來模擬CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),測(cè)得v正隨時(shí)間的變化曲線如圖所示,則t之前v正逐漸增大的原因?yàn)?/span>___;t之后v正又逐漸減小的原因?yàn)?/span>___。
(6)煤經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化還可得到草酸。常溫下,向某濃度的草酸溶液中加入一定量某濃度的NaOH溶液,所得溶液中c(HC2O4-)=c(C2O42-),則此時(shí)溶液的pH=___(已知常溫下H2C2O4的Ka1=6×10-2,Ka2=6×10-5,lg6=0.8)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鎂—銻液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池工作原理如下圖所示,該電池所用液體密度不同,在重力作用下分為三層,工作時(shí)中間層熔融鹽的組成及濃度不變。下列說法不正確的是
A. 放電時(shí),Mg(液)層的質(zhì)量減小
B. 放電時(shí),正極反應(yīng)為:Mg2++2e===Mg
C. 該電池充電時(shí),Mg—Sb(液)層的質(zhì)量增大
D. 該電池充電時(shí),C1向下層方向移動(dòng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Ⅰ.室溫下,將一元酸HA的溶液和KOH溶液等體積混合(忽略混合后溶液的體積變化),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
實(shí)驗(yàn)序號(hào) | 起始濃度/(mol·L-1) | 反應(yīng)后溶液的pH | |
c(HA) | c(KOH) | ||
① | 0.1 | 0.1 | 9 |
② | x | 0.2 | 7 |
請(qǐng)回答:
(1)HA溶液和KOH溶液反應(yīng)的離子方程式為________。
(2)實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)后的溶液中由水電離出的c(OH-)=________mol·L-1;x________0.2mol·L-1(填“>”“<”或“=”)。
(3)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后的溶液說法不正確的是________(填字母)。
a.溶液中只存在著兩個(gè)平衡
b.溶液中:c(A-)+c(HA)>0.1mol·L-1
c.溶液中:c(K+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
Ⅱ.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH=-572kJ·mol-1。某氫氧燃料電池以疏松多孔石墨棒為電極,KOH溶液為電解質(zhì)溶液。
(4)寫出該電池工作時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式________。
(5)若該氫氧燃料電池每釋放228.8kJ電能時(shí),會(huì)生成1mol液態(tài)水,則該電池的能量轉(zhuǎn)化率為________。
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【題目】磷酸氯喹在細(xì)胞水平上能有效抑制新型冠狀病毒2019-nCoV的感染。其中種以芳香化合物A 和乙酰乙酸乙酯()為原料合成磷酸氯喹的合成路線如圖:
已知:①具有酸性
②
③R1NH2+R2X R1NHR2+HX(X表示鹵原子)。
請(qǐng)回答下列問題:
(1) E中含氧官能團(tuán)的名稱是________,G→H的反應(yīng)類型是________。
(2)碳原子上連有4個(gè)不同的原子或基團(tuán)時(shí),該碳稱為手性碳。寫出B與足量的氫氣加成后的產(chǎn)物M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,用星號(hào)(*)標(biāo)出M中的手性碳_________。
(3) F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_______。
(4)寫出C與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。
(5) N是H的同分異構(gòu)體,符合下列條件的N的同分異構(gòu)體共有____種: 寫出其中一種核磁共振氫譜顯示環(huán)上只有3組峰,且峰面積之比為4:4:1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式________。
①含有基團(tuán)、-N(C2H5)2
②酸性水解產(chǎn)物中含有乙酸
③能與金屬鈉反應(yīng)生成H2
(6)參照上述信息和合成路線,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)以苯和1,4 -丁二醇為原料合成的合成路線(無機(jī)試劑任選)____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】密閉恒溫容器中進(jìn)行下列反應(yīng):aA(g)bB(g),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,將容器容積增大1倍,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到新的平衡狀態(tài)時(shí),反應(yīng)物A的濃度是原來的46%,則下列敘述正確的是( )
A.化學(xué)計(jì)量數(shù)a>b
B.容器容積增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
C.容器容積增大,生成物B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大
D.該反應(yīng)的正反應(yīng)放出熱量
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】根據(jù)要求回答下列問題:
①干冰與CO2; ②白磷與紅磷; ③Cl與Cl;
④液氯與氯水; ⑤與。
在上述各組物質(zhì)中:
(1)互為同位素的是_____________;
(2)互為同素異形體的是__________,
(3)互為同分異構(gòu)體的是_________;
(4)屬于同種物質(zhì)的是_________。(填序號(hào))
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對(duì)下列過程的化學(xué)用語表述正確的是
A.把鈉加入水中,有氣體生成:2Na + H2O = Na2O+H2↑
B.用稀硫酸做導(dǎo)電實(shí)驗(yàn),燈泡發(fā)光: H2O H++OH-
C.向Al2(SO4)3溶液中滴加氨水,生成白色沉淀:Al3+ + 3OH- =Al(OH)3↓
D.用電子式表示NaCl的形成過程:
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