【題目】合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)是重要的化工原料,可利用合成氣在催化劑存在下直接制備二甲醚(CH3OCH3)。
己知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ·mol-1
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1 kJ·mol-1
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3=-24.5 kJ·mol-1
(1)工業(yè)上用CO2和H2在一定條件下反應(yīng)直接制備二甲醚,主反應(yīng)為:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)
①要使該反應(yīng)速率和產(chǎn)率都增大,應(yīng)該采取的措施是__________;若想減少副反應(yīng),大幅度提高二甲醚在產(chǎn)物中所占比率的關(guān)鍵因素是__________。
②一定條件下.上述主反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,若改變反應(yīng)的某一個條件,下列變化能說明平衡一定向正反應(yīng)方向移動的是__________(填標(biāo)號)。
a.逆反應(yīng)速率先增大后減小 b.H2的轉(zhuǎn)化率增大
c.反應(yīng)物的體積百分含量減小 d.容器中的變小
③在某壓強下,制備二甲醚的反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時CO2的轉(zhuǎn)化率如圖(a)所示。T1溫度下,將6molCO2和12molH2充入10L的密閉容器中, 5 min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),則05 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OCH3)=__________;KA、 KB、 KC三者之間的大小關(guān)系為___________。
(2)在適當(dāng)條件下由CO和H2直接制備二甲醚,另一產(chǎn)物為水蒸氣。
①該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_______________________________。
②CO的轉(zhuǎn)化率、二甲醚的產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖(b)所示,請解釋290℃后升高溫度,CH3OCH3產(chǎn)率逐漸走低的原因可能是________________________________。
【答案】適當(dāng)增大壓強 選擇合適的催化劑 b 0.036 mol·L-1·min-1 KA=KC>KB 2CO(g)+4H2(g)==CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7 kJ·mol-1 生成二甲醚的反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆移,產(chǎn)率降低
【解析】
(1)①要使該反應(yīng)速率和產(chǎn)率都增大,即平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,據(jù)此分析;
②a.逆反應(yīng)速率先增大后減小,可能是增大生成物濃度,平衡逆向移動;
b.H2的轉(zhuǎn)化率增大,平衡一定正向移動;
c.反應(yīng)物的體積百分含量減小,可能是增大生成物濃度,平衡逆向移動;
d.容器中的變小,可能是減小二氧化碳物質(zhì)的量,平衡逆向移動;
③T1溫度下,將6molCO2和12molH2充入10L的密閉容器中,由圖象可知,5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時二氧化碳轉(zhuǎn)化率為60%,則生成CH3OCH3的物質(zhì)的量為6mol× 60%×1/2= 1.8mol,平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān),溫度不變,平衡常數(shù)不變。
(2)①. ① CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1 kJ·mol-1
③2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3=-24.5 kJ·mol-1
①×2-②×2+③得2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7 kJ·mol-1,據(jù)此分析;
②.CO的轉(zhuǎn)化均為放熱反應(yīng),溫度較低時轉(zhuǎn)化率較高,但CO轉(zhuǎn)化為中間產(chǎn)物較多,轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物較少。
(1)①要使該反應(yīng)速率和產(chǎn)率都增大,即平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,故應(yīng)該采取的措施是加壓,向氣體體積減小的方向移動,即向正反應(yīng)方向進(jìn)行;減少副反應(yīng),大幅度提高二甲醚在產(chǎn)物中所占比率的關(guān)鍵因素是催化劑, 故答案為:適當(dāng)增大壓強;選擇合適的催化劑。
②a.逆反應(yīng)速率先增大后減小,可能是增大生成物濃度,平衡逆向移動,故a錯誤;
b.H2的轉(zhuǎn)化率增大,平衡一定正向移動, 故b正確;
c.反應(yīng)物的體積百分含量減小,可能是增大生成物濃度,平衡逆向移動,故c錯誤;
d.容器中的變小,可能是減小二氧化碳物質(zhì)的量,平衡逆向移動,故d錯誤;
故選b。
③T1溫度下,將6molCO2和12molH2充入10L的密閉容器中,由圖象可知,5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時二氧化碳轉(zhuǎn)化率為60%,則生成CH3OCH3的物質(zhì)的量為6mol× 60%×1/2= 1.8mol,所以平均反應(yīng)速率v(CH3OCH3)= 0.036 mol·L-1·min-1 ,平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān),溫度不變,平衡常數(shù)不變,所以KA=KC,在相同投料比時,T1溫度下二氧化碳轉(zhuǎn)化率大,所以T1溫度下正向進(jìn)行程度比T2溫度大,則KA=KC>KB,故答案為:0.036 mol·L-1·min-1 ;KA=KC>KB。
(2)①. ① CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1 kJ·mol-1
③2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3=-24.5 kJ·mol-1
①×2-②×2+③得2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7 kJ·mol-1
故答案為:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7 kJ·mol-1
②原因可能是CO的轉(zhuǎn)化均為放熱反應(yīng),溫度較低時轉(zhuǎn)化率較高,但CO轉(zhuǎn)化為中間產(chǎn)物較多,轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物較少。
故答案為: 生成二甲醚的反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆移,產(chǎn)率降低。
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【題目】用1000g溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量來表示的溶液濃度叫質(zhì)量物質(zhì)的量濃度,其單位是mol/kg。5mol/kg的硫酸的密度是1.29g/cm3,則其物質(zhì)的量濃度是( )
A. 3.56mol/LB. 4.33mol/LC. 5.00mol/LD. 5.23mol/L
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】我國自主研制的C919大型客機的機身大量采用第三代鋁鋰合金減重并提高剛度。某鋁鋰合金成分(質(zhì)量百分比)如下(Bal指剩余的百分含量):
成分 | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Zn | Ti | Li | Al |
含量 | 0.08 | 0.1 | 2.9~3.5 | 0.5 | 0.25~0.8 | 0.25 | 0.1 | 0.8~1.1 | Bal |
為了使合金具有高耐腐性能,通常先用酸腐蝕除去鋁鋰合金表面的氧化層,再進(jìn)行氧化處理,并進(jìn)行適當(dāng)封閉,以提高合金表面耐腐蝕性能。仔細(xì)閱讀上述信息,回答下列問題:
(1)鋁鋰合金可用于制造飛機,鋁鋰合金材料的主要特點是______________________________。
(2)鋁元素原子核外有_____種不同運動狀態(tài)的電子,最外層電子排布式為___________。
(3)堿腐蝕工藝采用40~60g/L的NaOH溶液,在40~55℃下處理0.5~2min時間。寫出堿腐蝕主要反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________(寫一個即可)。
(4) 鎂與鋁也是構(gòu)成輕合金的兩種常見金屬,請從原子結(jié)構(gòu)角度分析比較它們金屬性的強弱_____________
(5) 向鎂鋁合金滴入鹽酸至恰好全部溶解,再逐漸滴入氫氧化鈉溶液至過量,在滴氫氧化鈉過程中觀察到的現(xiàn)象有:______________________________________;寫出其現(xiàn)象中的一個離子方程式_________________。
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【題目】一種“全氫電池”的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是
A. 電子流向是從吸附層M通過導(dǎo)線到吸附層N
B. Na+從左邊穿過離子交換膜向右邊移動
C. 離子交換膜可用質(zhì)子交換膜
D. 負(fù)極的電極反應(yīng)是:H2-2e-+2OH-=2H2O
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【題目】濃度均為0.10mol/L、體積均為V0的MOH和ROH溶液,分別加水稀釋至體積V,pH隨的變化如圖所示,下列敘述錯誤的是( )
A. MOH的堿性強于ROH的堿性
B. ROH的電離程度:b點大于a點
C. 若兩溶液無限稀釋,則它們的c(OH-)相等
D. 當(dāng)=2時,若兩溶液同時升高溫度,則增大
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【題目】一定條件下,對于可逆反應(yīng)X(g) + 3Y(g) 2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零),達(dá)到平衡時,X、Y、Z的濃度分別為0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.08 mol/L,則下列判斷不正確的是( )
A. c1:c2 = 1:3 B. 平衡時,Y和Z的生成速率之比為3:2
C. X、Y的轉(zhuǎn)化率相等 D. c3的取值范圍為0 mol/L < c3 < 0.14 mol/L
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【題目】在一定溫度下,將氣體0.22 mol X和氣體0.16 mol Y充入5 L恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)2X(g) + Y(g) 2Z(g) △H<0,一段時間后達(dá)到平衡,反應(yīng)過程中測定的數(shù)據(jù)如下表:
t/min | 2 | 4 | 7 | 9 |
n(Y)/mol | 0.12 | 0.11 | 0.10 | 0.10 |
下列說法正確的是( )
A. 該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K = 72.0 L/mol
B. 反應(yīng)前2 min的平均速率υ(Z) = 4.0×10-3 mol/(L·min)
C. 其他條件不變,降低溫度,反應(yīng)達(dá)到新平衡前υ(逆) > υ(正)
D. 其他條件不變,再充入0.1 mo1 X,新平衡時X的轉(zhuǎn)化率將增大
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【題目】下列生產(chǎn)或?qū)嶒炇聦嵰龅南鄳?yīng)結(jié)論不正確的是( )
選項 | 事實 | 結(jié)論 |
A | 工業(yè)制硫酸中,在礦石處理階段,將礦石粉碎再煅燒 | 增大反應(yīng)物的接觸面積,加快化學(xué)反應(yīng)速率 |
B | A、B兩支試管中分別加入等體積5%的H2O2,在B試管中加入MnO2,B試管中產(chǎn)生氣泡快 | 當(dāng)其他條件不變時,催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率 |
C | 其他條件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反應(yīng),升高溶液的溫度,析出硫沉淀所需時間變短 | 當(dāng)其他條件不變時,升高反應(yīng)溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快 |
D | 一定條件下:H2(g)+I(xiàn)2(g) 2HI(g)達(dá)到反應(yīng)平衡,縮小體積顏色加深 | c(I2)增大,I2物質(zhì)的量增多 |
A. A B. B C. C D. D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列實驗過程可以達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?/span>
編號 | 實驗?zāi)康?/span> | 實驗過程 |
A | 配制0.100mol·L-1氨水 | 用量筒量取10.0mL5.00mol·L-1氨水于燒杯中,加入少量蒸餾水稀釋,轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶中定容 |
B | 探究SO2的還原性 | 向盛有2mLH2S溶液的試管中緩慢通入SO2,觀察是否有沉淀生成 |
C | 制取并純化溴苯 | 向FeBr3固體中慢慢加入Br2的苯溶液,充分反應(yīng)后經(jīng)水洗、Na2SO3溶液洗、水洗、分液、干燥,然后蒸餾 |
D | 比較兩種黑色固體FeS和CuS的溶度積 | 向物質(zhì)的量濃度相同的FeCl2和CuCl2的混合溶液中不斷加入Na2S溶液,觀察沉淀顏色 |
A. A B. B C. C D. D
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