【題目】合成氣(CO、H2)是一種重要的化工原料氣。合成氣制取有多種方法,如煤的氣化、天然氣部分氧化等;卮鹣铝袉(wèn)題:
I.合成氣的制取
(1)煤的氣化制取合成氣。
已知:①H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ/mol;
②部分物質(zhì)的燃燒熱:
則反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的△H=___kJ/mol。
(2)天然氣部分氧化制取合成氣。
如果用O2(g)、H2O(g)、CO2(g)混合物氧化CH4(g),欲使制得的合成氣中CO和H2的物質(zhì)的量之比為1︰2,則原混合物中H2O(g)與CO2(g)的物質(zhì)的量之比為__。
Ⅱ.利用合成氣合成乙醇
在一定條件下,向容積為2L的恒容密閉容器中投入2molCO和4molH2,發(fā)生反應(yīng):2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)。
(1)寫(xiě)出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式__。
(2)下列情況能作為判斷反應(yīng)體系達(dá)到平衡的標(biāo)志是__(填序號(hào))。
A.壓強(qiáng)不再變化 B.平均摩爾質(zhì)量不再變化 C.密度不再變化
(3)反應(yīng)起始?jí)簭?qiáng)記為p1、平衡后記為p2,平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為__。(用含p1、p2的代數(shù)式表示)
Ⅲ.合成乙醇的條件選擇
為探究合成氣制取乙醇的適宜條件,某科研團(tuán)隊(duì)對(duì)不同溫度、不同Rh質(zhì)量分?jǐn)?shù)的催化劑對(duì)CO的吸附強(qiáng)度進(jìn)行了研究,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖。CO的非離解吸附是指CO尚未乙醇化,離解吸附是指CO已經(jīng)乙醇化。
(1)結(jié)合圖像從低溫區(qū)、高溫區(qū)分析溫度對(duì)CO吸附強(qiáng)度的影響__;以及催化劑對(duì)CO吸附強(qiáng)度的影響__。
(2)用Rh作催化劑,合成氣制取乙醇的適宜溫度是__。
【答案】+131.3 2:1 AB ×100% 在低溫區(qū),溫度升高,不同催化劑對(duì)CO的非離解吸附強(qiáng)度均增大;在高溫區(qū),溫度升高,不同催化劑對(duì)CO的離解吸附強(qiáng)度均減小 相同溫度下,催化劑中Rh質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高,CO的吸附強(qiáng)度越大 550℃
【解析】
I.(1)書(shū)寫(xiě)出C、CO、H2燃燒的熱化學(xué)反應(yīng)方程式,然后根據(jù)蓋斯定律得到結(jié)果;
(2)分別書(shū)寫(xiě)出CH4與O2、CH4與H2O、CH4與CO2反應(yīng)的方程式,根據(jù)反應(yīng)方程式的特點(diǎn),進(jìn)行分析判斷;
II.(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義進(jìn)行分析;
(2)根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的定義進(jìn)行分析;
I.(1)C(s)+O2(g)+CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1 ①,
CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1 ②,
H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ·mol-1 ③,
H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ·mol-1 ④,根據(jù)蓋斯定律,①+④-③-②,得出△H=+131.3kJ·mol-1;
(2)分別發(fā)生的方程式為CH4+O2=CO+2H2、CH4+CO2=2CO+2H2、CH4+H2O=CO+3H2,要求合成氣中CO和H2的物質(zhì)的量之比為1:2,O2可以是任意值,只需讓CO2、H2O反應(yīng)后CO的物質(zhì)的量、H2的物質(zhì)的量之比為1:2即可,令CO2為amol,則生成n(CO)=2amol,n(H2)=2amol,令H2O為bmol,則生成n(CO)=bmol,n(H2)=3bmol,有(2a+b):(2a+3b)=1:2,解得a:b=1:2;
II.(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義,K=;
(2)A. 因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體系數(shù)之和不相等,因此當(dāng)壓強(qiáng)不再改變,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故A符合題意;
B. 組分都是氣體,氣體質(zhì)量保持不變,該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減少的反應(yīng),根據(jù)摩爾質(zhì)量的定義,因此當(dāng)摩爾質(zhì)量不再改變,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故B符合題意;
C. 氣體的總質(zhì)量保持不變,容器為恒容,因此密度不變,不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故C不符合題意;
(3)相同條件下,壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量,即達(dá)到平衡后氣體總物質(zhì)的量為mol,,解得n(H2)= mol,則H2的轉(zhuǎn)化率為=×100%;
III.(1)根據(jù)圖像,在低溫區(qū),溫度升高,不同催化劑對(duì)CO的非離解吸附強(qiáng)度均增大;在高溫區(qū),溫度升高,不同催化劑對(duì)CO的離解吸附強(qiáng)度均減;相同溫度下,催化劑中Rh質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高,CO的吸附強(qiáng)度越大;
(2)根據(jù)圖像,最適宜溫度為550℃。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某有機(jī)物A是農(nóng)藥生產(chǎn)中的一種中間體,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下圖所示。下列敘述正確的是
A. 有機(jī)物A可與溴水發(fā)生加成反應(yīng)
B. 1mol有機(jī)物A能消耗2molNaOH
C. 有機(jī)物A不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
D. 有機(jī)物A分子中所有碳原子可能在同一平面上
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】工業(yè)上采用硫鐵礦焙燒去硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3,不考慮其他雜質(zhì)) 制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O) ,流程如下:
(1)浸取時(shí),溶液中的Fe2+易被空氣中的O2氧化,其離子方程式為 。能提高燒渣浸取速率的措施有 (填字母)。
A.將燒渣粉碎 B.降低硫酸的濃度 C.適當(dāng)升高溫度
(2)還原時(shí),試劑X的用量與溶液pH的變化如圖所示,則試劑X可能是 (填字母)。
A.Fe粉 B.SO2 C.NaI
還原結(jié)束時(shí),溶液中的主要陰離子有 。
(3)濾渣Ⅱ主要成分的化學(xué)式為 ;由分離出濾渣Ⅱ后的溶液得到產(chǎn)品,進(jìn)行的操作是 、 過(guò)濾、洗滌、干燥。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】X、Y、Z、W為原子序數(shù)依次增大的短周期元素,其中W原子的質(zhì)子數(shù)是其M層電子數(shù)的三倍,Z與W、X與Y相鄰,X與W同主族。下列說(shuō)法不正確的是( )
A.原子半徑:W>Z>Y>X
B.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:X>W>Z
C.最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:Y>X>W>Z
D.元素X、Z、W的最高化合價(jià)分別與其主族序數(shù)相等
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑。已知TiBr4常溫下為橙黃色固體,熔點(diǎn)為38.3℃,沸點(diǎn)為233.5℃,具有潮解性且易發(fā)生水解。實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2TiBr4+CO2制備TiBr4的裝置如圖所示;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)檢查裝置氣密性并加入藥品后,加熱前應(yīng)進(jìn)行的操作是__,其目的是__,此時(shí)活塞K1,K2,K3的狀態(tài)為__;一段時(shí)間后,打開(kāi)電爐并加熱反應(yīng)管,此時(shí)活塞K1,K2,K3的狀態(tài)為____。
(2)試劑A為__,裝置單元X的作用是__;反應(yīng)過(guò)程中需用熱源間歇性微熱連接管,其目的是___。
(3)反應(yīng)結(jié)束后應(yīng)繼續(xù)通入一段時(shí)間CO2,主要目的是___。
(4)將連接管切斷并熔封,采用蒸餾法提純。此時(shí)應(yīng)將a端的儀器改裝為__、承接管和接收瓶,在防腐膠塞上加裝的儀器是___(填儀器名稱)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列圖示中,A為一種常見(jiàn)的單質(zhì),B、C、D、E是含A元素的常見(jiàn)化合物,它們的焰色反應(yīng)均為黃色。填寫(xiě)下列空白:
寫(xiě)出化學(xué)式:B__________,C______________,D __________________
寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式:_______________________________________
寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式:_________________________________
寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式,______________,若產(chǎn)生氧化產(chǎn)物,被還原的物質(zhì)是__________,其物質(zhì)的量是____mol,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目______
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是
A.SiO2制成的玻璃纖維,由于導(dǎo)電能力強(qiáng)而被用于制造通訊光纜
B.水分子中O-H鍵的鍵能很大,因此水的沸點(diǎn)較高
C.Na2O2中 既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵,但Na2O2屬于離子化合物
D.1 mol NH3中含有共用電子對(duì)數(shù)為4NA (NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下表為元素周期表的一部分,請(qǐng)參照元素①-⑧在表中的位置,用化學(xué)用語(yǔ)回答下列問(wèn)題:
族 周期 | IA | 0 | ||||||
1 | ① | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | |
2 | ② | ③ | ④ | |||||
3 | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ |
(1)⑧的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_________;
(2)②的氣態(tài)氫化物分子的結(jié)構(gòu)式為___________,②和⑦的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性相比,其中較弱的是____ (用該氫化物的化學(xué)式表示);
(3)②、③的最高價(jià)含氧酸的酸性由強(qiáng)到弱的順序是____(填化學(xué)式);
(4)⑤、⑥元素的金屬性強(qiáng)弱依次為___________(填“增大”、“減小”或“不變”);
(5)④、⑤、⑥的形成的簡(jiǎn)單離子半徑依次_________(填“增大”、“減小”或“不變”);
(6)①、④、⑤元素可形成既含離子鍵又含共價(jià)鍵的化合物,寫(xiě)出它的電子式:_____。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn):硫化態(tài)的鈷、鉬、硫相互作用相(所謂“CoMoS”相)和噻吩(分子式為C4H4S)的加氫脫硫反應(yīng)(C4H4S+4H2→C4H10+H2S)活性有線性關(guān)系。請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題:
(1)基態(tài)鈷原子的外圍電子排布圖(軌道表示式)為___________。
(2)常溫下,噻吩是一種無(wú)色、有惡臭、能催淚的液體,天然存在于石油中。
①1mol噻吩()中含有的鍵數(shù)目為___。
②在組成噻吩的三種元素中,電負(fù)性最小的是__(填元素符號(hào),下同);與S元素位于同一周期的非金屬元素第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>_______________。
(3)已知沸點(diǎn):H2O>H2Se>H2S,其原因 __________。
(4)H2S在空氣中燃燒可生成SO2,SO2催化氧化后得到SO3。
①寫(xiě)出與SO2互為等電子體的分子和離子:___、___(各一種)。
②氣態(tài)SO3以單分子形式存在,其分子的立體構(gòu)型為_____;固態(tài)SO3形成三聚體環(huán)狀結(jié)(如圖1所示),該分子中S原子的雜化軌道類型為______。
(5)Na2S的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示,則黑球代表的離子是___。已知Na的半徑為0.102nm,S2-的半徑為0.184nm,根據(jù)硬球接觸模型,則Na2S的晶胞參數(shù)a=__nm(列出計(jì)算式即可)。
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