【題目】甲醇與水蒸氣重整制氫可直接用于燃料電池;卮鹣铝袉栴}:
(1)已知甲醇分解反應(yīng):CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) △H1=+90.64 kJ/mol
水蒸氣變換反應(yīng):CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H2=-41.20 kJ/mol
則CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) △H3=____________kJ/mol
(2)科學(xué)家通過密度泛函理論研究甲醇與水蒸氣重整制氫反應(yīng)機(jī)理時,得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面發(fā)生解離時四個路徑與相對能量關(guān)系如圖所示,其中附在Pd(Ⅲ)表面的物種用*標(biāo)注。此歷程中活化能最小的反應(yīng)方程式為________________________________________________。
(3)在0.1MPa下,將總進(jìn)料量1mol且n(CH3OH):n(H2O)=1:1.3的混合氣體充入一剛性密閉容器中反應(yīng)。
①實(shí)驗(yàn)測得水煤氣變換反應(yīng)的速率隨溫度的升高明顯下降,原因是_____________。
②平衡時,測得CH3OH的含量在給定溫度范圍內(nèi)極小,H2、H2O(g)、CO、CO2四種組分含量與反應(yīng)溫度關(guān)系如圖所示,a、c曲線對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式分別為_______________、______________。
(4)573.2K時,向一剛性密閉容器中充入5.00 MPa CH3OH使其分解,t h后達(dá)平衡時H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為60%,則t h內(nèi)v(CH3OH)=_____________MPa/h,其平衡常數(shù)分壓Kp=_________。
【答案】+49.44 CH2O*+2H*=CHO*+3H* (或CH2O*=CHO*+H*) 隨著溫度升高,催化劑活性降低 H2 H2O 168.75(MPa)2
【解析】
(1)甲醇分解反應(yīng):CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) △H1=+90.64 kJ/mol ①
水蒸氣變換反應(yīng):CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H2=-41.20 kJ/mol ②
將①+②,即可求出CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)的△H3
(2)活化能為反應(yīng)物的總能量與過渡態(tài)能量之差,從圖中可以看出,過渡態(tài)3發(fā)生的反應(yīng)活化能最小。
(3)①實(shí)驗(yàn)測得水煤氣變換反應(yīng)的速率隨溫度的升高明顯下降,若從溫度對反應(yīng)速率的影響考慮,溫度升高,則反應(yīng)速率加快,顯然另有原因,只能從催化劑方面尋找原因。
②對于反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H<0,其他條件不變時,升高溫度,平衡向左移動,即CO、H2O的含量均增大,CO2、H2的含量均減小。讀圖,可初步得知,a、b曲線分別對應(yīng)CO2或H2,c、d曲線則對應(yīng)CO或H2O(g)。根據(jù)反應(yīng)方程式可知:該反應(yīng)起始時,n(H2)>n(CO2)、n(H2O)>n(CO),平衡時含量必然有H2>CO2、H2O>CO。故a、b、c、d曲線分別對應(yīng)H2、CO2、H2O(g)、CO。
(4)假設(shè)CH3OH的壓強(qiáng)變化量為x
,x=3.75Mpa,v(CH3OH)=;Kp=,代入數(shù)據(jù)即可求得結(jié)果。
(1)甲醇分解反應(yīng):CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) △H1=+90.64 kJ/mol ①
水蒸氣變換反應(yīng):CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H2=-41.20 kJ/mol ②
將①+②,即可求出CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) △H3=+90.64 kJ/mol+(-41.20 kJ/mol)=+49.44 kJ/mol。答案為:+49.44;
(2) 活化能為反應(yīng)物的總能量與過渡態(tài)能量之差,從圖中可以看出,過渡態(tài)3發(fā)生的反應(yīng)活化能最小。反應(yīng)物為“CH2O*+2H*”,產(chǎn)物為“CHO*+3H*,故反應(yīng)方程式為CH2O*+2H*=CHO*+3H*。因?yàn)?/span>2H*反應(yīng)前后都吸附在催化劑表面,未參與反應(yīng),故反應(yīng)實(shí)質(zhì)為CH2O*=CHO*+H*。答案為:CH2O*+2H*=CHO*+3H* (或CH2O*=CHO*+H*);
(3)①因?yàn)闇囟壬,反?yīng)速率應(yīng)加快,而圖中速率減小,顯然不是溫度的影響,只能為催化劑的活性降低。答案為:隨溫度升高,催化活性降低;
②對于反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2
(4) 假設(shè)CH3OH的壓強(qiáng)變化量為x
,x=3.75MPa,v(CH3OH)=MPa/t;Kp==168.75(MPa)2。
答案為:;168.75(MPa)2。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定溫度下在一容積不變的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)2X(g)Y(g)+Z(s),以下不能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
A.混合氣體的密度不再變化B.反應(yīng)容器中Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變
C.體系壓強(qiáng)不再變化D.c(X):c(Y):c(Z)=2:1:1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】通過對煤的綜合利用,可以獲得多種有機(jī)物;衔顰含有碳、氫、氧3種元素,其質(zhì)量比是12:3:8。液態(tài)烴B是一種重要的化工原料,其摩爾質(zhì)量為78 gmol-1。E是有芳香氣味的酯。它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下(含有相同官能團(tuán)的有機(jī)物通常具有相似的化學(xué)性質(zhì)):
請回答:
(1)化合物A所含的官能團(tuán)名稱是_____________。
(2)B和CH2=CH2反應(yīng)生成C的反應(yīng)類型是_____________。
(3)E在氫氧化鈉溶液中水解的化學(xué)方程式是_____________。
(4)下列說法正確的是_____________。
A.將銅絲在空氣中灼燒后迅速插入A中,反應(yīng)多次,可得到能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的物質(zhì)
B.在一定條件下,C可通過取代反應(yīng)轉(zhuǎn)化為
C.苯甲酸鈉(常用作防腐劑)可通過D和氫氧化鈉反應(yīng)得到
D.共a mol的B 和D混合物在氧氣中完全燃燒,消耗氧氣大于7.5a mol
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】甲、乙、丙各取300 mL同濃度的鹽酸,加入不同質(zhì)量的同一鎂鋁合金粉末進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:
實(shí)驗(yàn)序號 | 甲 | 乙 | 丙 |
合金質(zhì)量/mg | 510 | 765 | 918 |
(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體體積/mL | 560 | 672 | 672 |
求:(1)鹽酸的物質(zhì)的量濃度是多少________?
(2)合金中鎂鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)各是多少________?
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】t℃時,將2molSO2和1molO2通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);ΔH=-196.6kJ/mol。2min時反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡,此時測得反應(yīng)物O2還剩余0.8mol。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/span>
(1)下列敘述能證明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(填標(biāo)號,下同)_________
A.容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化B.SO2的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化
C.容器內(nèi)氣體質(zhì)量不再發(fā)生變化D.容器內(nèi)氣體密度不再發(fā)生變化
(2)從反應(yīng)開始至達(dá)到化學(xué)平衡,生成SO3平均反應(yīng)速率為___________;反應(yīng)放出的熱量為_____kJ。
(3)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡后,以下操作將引起平衡向正反應(yīng)方向移動并能提高SO2轉(zhuǎn)化率的是______。
A.向容器中通入少量O2B.向容器中通入少量SO2C.使用催化劑D.降低溫度E.向容器中通入少量氦氣(已知氦氣和SO2、O2、SO3都不發(fā)生反應(yīng))
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法不正確的是
A. 已知冰的熔化熱為6.0kJ·mol-1,冰中氫鍵鍵能為20kJmol-1,假設(shè)每摩爾冰中有2mol氫鍵,且熔化熱完全用于打破冰的氫鍵,則最多只能破壞冰中15%的氫鍵
B. 已知一定溫度下,醋酸溶液的物質(zhì)的量濃度為c,電離度為a,Ka=(ca)2/c(1-a)。若加水稀釋,,則CH3COOHCH3COO-+H+向右移動,a增大,Ka不變
C. 甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為-890.3kJ·mol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ·mol-1
D. 500℃、30MPa下,將0.5molN2和1.5molH2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g),放熱19.3kJ,其熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-38.6kJ·mol-1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某溫度下,和的電離常數(shù)分別為和。將和體積均相同的兩種酸溶液分別稀釋,其隨加水體積的變化如圖所示。下列敘述正確的是( )
A. 曲線Ⅰ代表溶液
B. 溶液中水的電離程度:b點(diǎn)>c點(diǎn)
C. 從c點(diǎn)到d點(diǎn),溶液中保持不變(其中、分別代表相應(yīng)的酸和酸根離子)
D. 相同體積a點(diǎn)的兩溶液分別與恰好中和后,溶液中相同
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】ZulemaBorjas等設(shè)計(jì)的一種微生物脫鹽池的裝置如圖所示,下列說法正確的是( )
A. 該裝置可以在高溫下工作
B. X、Y依次為陽離子、陰離子選擇性交換膜
C. 負(fù)極反應(yīng)為CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+
D. 該裝置工作時,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在兩個絕熱恒容的密閉容器中分別進(jìn)行下列兩個可逆反應(yīng):
甲:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g);
乙:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
現(xiàn)有下列狀態(tài):
①混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再改變
②氣體的總物質(zhì)的量不再改變
③各氣體組成濃度相等
④反應(yīng)體系中溫度保持不變
⑤斷裂氫氧鍵速率是斷裂氫氫鍵速率的2倍
⑥混合氣體密度不變
其中能表明甲、乙容器中反應(yīng)都達(dá)到平衡狀態(tài)的是
A. ①③B. ④⑤C. ③④D. ②⑥
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