【題目】Ⅰ.利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇,發(fā)生的主反應(yīng)如下:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1;
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3;
化學(xué)鍵 | H-H | C-O | CO | H-O | C-H |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | X |
回答下列問(wèn)題:
(1)已知△H2=-99 kJ·mol-1,則根據(jù)上表相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能(“CO”表示CO的化學(xué)鍵)計(jì)算X=_______ kJ·mol-1。
(2)反應(yīng)①、②、③對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3之間的關(guān)系式為___________。
(3)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,分析增大壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)③的影響為_______________。(提示:從對(duì)反應(yīng)速率、平衡狀態(tài)、轉(zhuǎn)化率角度回答)
Ⅱ.清潔能源具有廣闊的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景,可減小污染解決霧霾問(wèn)題,其中甲醇、甲烷是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料,可制作燃料電池。一定條件下用CO和H2合成CH3OH:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-99kJmol-1。向體積為2L的密閉容器中充入2molCO和4molH2,測(cè)得不同溫度下容器內(nèi)的壓強(qiáng)(P:kPa)隨時(shí)間(min)的變化關(guān)系如圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲線所示:
①Ⅱ和Ⅰ相比,改變的反應(yīng)條件是_________;
②反應(yīng)Ⅰ在6min時(shí)達(dá)到平衡,在此條件下從反應(yīng)開(kāi)始到達(dá)到平衡時(shí)v(CH3OH)=_____;
③反應(yīng)Ⅱ在2min時(shí)達(dá)到平衡,平衡常數(shù)K(Ⅱ)=_________;
④比較反應(yīng)Ⅰ的溫度(T1)和反應(yīng)Ⅲ的溫度(T3)的高低:T1_____T3(填“>”“<”“=”)
【答案】413 K1=K2·K3(或者K3=K1/K2) 增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快,平衡不移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變 使用催化劑 0.125 mol/(L·min) 12 >
【解析】
(1)由②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-99 kJ·mol-1,則根據(jù)表中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能可知:1076+2×436-3X-343-465=-99,解得X=+413;
(2)由①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 可知:K1=
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 可知:K2=
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 可知:K3==
K2K3==K1,所以反應(yīng)①、②、③對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3之間的關(guān)系式為K1=K2K3;
(3)根據(jù)反應(yīng) ③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3可知,反應(yīng)前后化學(xué)計(jì)量數(shù)相等的氣體反應(yīng),增大壓強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)速率增加,化學(xué)平衡不移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率不變;答案:增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快,平衡不移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變;
Ⅱ.①由CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-99kJmol-1和圖像可知,Ⅱ和Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)壓強(qiáng)相等,但Ⅱ比Ⅰ先達(dá)到平衡狀態(tài),所以改變的反應(yīng)條件應(yīng)是使用了催化劑;答案:使用催化劑;
②根據(jù)三段式:
根據(jù)圖像起始時(shí)壓強(qiáng)為為平衡時(shí)壓強(qiáng)的2倍,即=,解得x=15,則反應(yīng)Ⅰ在6min時(shí)達(dá)到平衡時(shí)v(CH3OH)==0.125 mol/(L·min);
③反應(yīng)Ⅱ在2min時(shí)達(dá)到平衡,根據(jù)上述分析可知平衡時(shí)c(CH3OH)==0.75 mol/L,c(CO)==0.25 mol/L,c(H2)==0.5 mol/L,由CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)知K===12;答案:12;
④由CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)和圖像可知,達(dá)到平衡后Ⅲ的壓強(qiáng)小于Ⅰ,說(shuō)明平衡正向移動(dòng),因?yàn)槭欠艧岱磻?yīng),所以T1>T3。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】298K時(shí),在20.0mL0.10mol·L-1氯水中滴入0.10mol·L-1的鹽酸,溶液的pH與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示。己知0.10mol·L-1氨水的電離度為1.32%,下列有關(guān)敘述正確的是
A. 該滴定過(guò)程應(yīng)該選擇酚酞作為指示劑
B. M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的鹽酸體積為20.0mL
C. M點(diǎn)處的溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D. N點(diǎn)處的溶液中pH<12
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】Cl2是一種重要的化工原料,也是一種劇毒氣體。某化學(xué)興趣小組制備Cl2并探究Cl2相關(guān)性質(zhì)的過(guò)程如下;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)氯氣的制備
①上圖中儀器X的名稱是_________________,若用KMnO4和濃HCl反應(yīng)制備Cl2則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________________;
②欲用二氧化錳和濃鹽酸制備純凈干燥的Cl2,儀器接口的連接順序?yàn)?/span>_______________;(根據(jù)氣流方向,按照小寫(xiě)字母順序填寫(xiě))。
(2)制備的氯氣與Fe粉在硬質(zhì)玻璃管G中的反應(yīng),需采取________反應(yīng)條件,將反應(yīng)后的硬質(zhì)玻璃管中固體溶于稀鹽酸,取少量溶解后的溶液,檢測(cè)其中金屬陽(yáng)離子種類(lèi):
實(shí)驗(yàn)編號(hào) | 實(shí)驗(yàn)操作 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
① | 取少量待測(cè)液,滴加______溶液 | ____________ | 含有Fe2+ |
② | 取少量待測(cè)液,滴加______溶液 | ____________ | 含有Fe3+ |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】含有酚類(lèi)物質(zhì)的廢水來(lái)源廣泛,危害較大。含酚廢水不經(jīng)處理排入水體,會(huì)危害水生生物的繁殖和生存;飲用水含酚,會(huì)影響人體健康。某科研結(jié)構(gòu)研究出一種高效光催化劑BMO(Bi2MoO6),可用于光催化降解丁基酚,原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.光催化劑BMO可降低丁基酚氧化反應(yīng)的ΔH
B.在丁基酚氧化過(guò)程中BMO表現(xiàn)出強(qiáng)還原性
C.苯環(huán)上連有一OH和一C4H9的同分異構(gòu)體共有12種(不考慮立體異構(gòu))
D.反應(yīng)中BMO參與反應(yīng)過(guò)程且可以循環(huán)利用
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列圖示與對(duì)應(yīng)的敘述錯(cuò)誤的是
A. 圖甲表示分別用NaOH溶液滴定等濃度等體積的鹽酸和醋酸溶液反應(yīng)變化曲線,指示劑都可用酚酞
B. 圖乙表示分別用等濃度AgNO3溶液滴定等濃度等體積的NaCl、NaBr及NaI溶液反應(yīng)變化曲線(X-表示Cl-、Br-、I-),則c為I–(溶度積常數(shù):Ksp(AgI)<Ksp(AgBr)<Ksp(AgCl))
C. 圖丙表示一定溫度下,水溶液中H+和OH-的濃度變化曲線,b→a可能是加CuCl2溶液導(dǎo)致的
D. 圖丁表示其他條件不變時(shí),可逆反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g) ΔH<0 , C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】碳和碳的化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一種理想,更是一種值得期待的新的生活方式。
(1)甲烷燃燒放出大量的熱,可作為能源用于人類(lèi)的生產(chǎn)和生活。
已知:①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l) △H=—1214 kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H= —566kJ/mol
則表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式_______________________。
(2)生產(chǎn)甲醇的原料CO和H2來(lái)源于:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
①一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖,則Pl_______P2;A、B、C三點(diǎn)處對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)(KA、KB、KC)的大小順序?yàn)?/span>___________(填“<”、“>”“=”)。
②100℃時(shí),將1mol CH4和2mol H2O通入容積為10L的反應(yīng)室,反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志是:_______。
a.容器的壓強(qiáng)恒定
b.單位時(shí)間內(nèi)消耗0.1mol CH4同時(shí)生成0.3mol H2
c.容器內(nèi)氣體密度恒定
d.3v(CH4)=v(H2)
e. 容器內(nèi)氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量恒定
(3)已知2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)△H=-akJmol-1(a>0),在一個(gè)容積固定的容器中加入2mol H2和1mol CO,在500℃時(shí)充分反應(yīng),達(dá)平衡后CH3OH的濃度為W molL-1。反應(yīng)平衡后,若向原來(lái)容器中再加入2mol H2和1mol CO,500℃充分反應(yīng)再次達(dá)平衡后,則CH3OH濃度___________2WmolL-1(填“>”、“<”或“=”)。
(4)某實(shí)驗(yàn)小組利用CO(g)、O2(g)、KOH(aq)設(shè)計(jì)成如圖所示的電池裝置,
①負(fù)極的電極反應(yīng)式為___________。
②用該原電池做電源,用惰性電極電解200mL飽和食鹽水(足量),消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的CO 224mL,則溶液的pH=___________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】曲美替尼是一種抑制黑色素瘤的新型抗癌藥物,下面是合成曲美替尼中間體G的反應(yīng)路線:
已知:①D分子中有2個(gè)6元環(huán);
請(qǐng)回答:
(1)化合物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式___________。A生成B的反應(yīng)類(lèi)型___________。
(2)下列說(shuō)法不正確的是___________。
A.B既能表現(xiàn)堿性又能表現(xiàn)酸性
B.1moC在堿溶液中完全水解最多可以消耗4 molOH-
C.D與POCl3的反應(yīng)還會(huì)生成E的一種同分異構(gòu)體
D.G的分子式為C16H18O3N4
(3)寫(xiě)出C→D的化學(xué)方程式____________________________________________。
(4)X是比A多2個(gè)碳原子的A的同系物,寫(xiě)出符合下列條件的X可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:_______________________________________________________。
①1H-NMR譜顯示分子中有3種氫原子,②IR譜顯示分子中有苯環(huán)與-NH2相連結(jié)構(gòu)
(5)流程中使用的DMF即N,N-二甲基甲酰胺結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,是常用的有機(jī)溶劑。設(shè)計(jì)以甲醇和氨為主要原料制取DMF的合成路線(用流程圖表示,其他無(wú)機(jī)試劑任選)。_____________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氧化鋅為白色粉末,可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。工業(yè)ZnO中含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ),純化工業(yè)ZnO的流程如下:
提示:在本實(shí)驗(yàn)條件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化。
(1)“酸浸”時(shí)需不斷通入髙溫水蒸氣,其目的是 ________________。
(2)“除雜I”中生成Fe(OH)3反應(yīng)的離子方程式為______________________________。
(3)“除雜2”中所得濾渣主要成分是____________。
(4)濾餅要用水洗,檢驗(yàn)是否洗滌干凈的方法是_________________。
(5)已知:Zn(OH)2 的 Ksp=l×10-17。室溫下為使Zn2+完全沉淀(其濃度<1×10-5mol·L-1),需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為____________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】亞硝酰氯(NOCl)是有機(jī)物合成中的重要試劑,為紅褐色液體或黃色氣體,具有刺鼻惡臭味,遇水反應(yīng)生成一種烈化物和兩種氧化物。某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)用C12和NO制備N(xiāo)OCl并測(cè)定其純度,相關(guān)實(shí)驗(yàn)(裝置略去)如下。請(qǐng)回答:
(1)制備Cl2發(fā)生裝置可______ (填大寫(xiě)字母),反應(yīng)的離子方程式為_______。
(2)欲收集一瓶干燥的氯氣,選擇裝置,其連接順序?yàn)?a→________(按氣流方向,用小寫(xiě)字母表示),若用到F,其盛裝藥品為_________。
(3)實(shí)驗(yàn)室可用下圖裝置制備亞硝酰氯(NOCl)
①實(shí)驗(yàn)室也可用B裝置制備N(xiāo)O,上圖X裝置的優(yōu)點(diǎn)為__________(至少寫(xiě)出兩點(diǎn))
②檢驗(yàn)裝置氣密性并裝入藥品,打開(kāi)k2,然后再打開(kāi)____(填“k1”或“k3”),通入一段時(shí)間氣體,其目的為________,然后進(jìn)行其他操作,當(dāng)Z有一定量液體生成時(shí),停止實(shí)驗(yàn)。
③若無(wú)裝肖Y,則Z中NOCl可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________
(4)取Z中所得液體mg溶于水,配制成250mL溶液,取出25.00mL,以K2CrO4溶液為指示劑,用cmol/LAgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為22.50mL.已知:Ag2CrO4為磚紅色固體;Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12,則亞硝酰氯(NOC1)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____(用代數(shù)式表示,不必化簡(jiǎn))。
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