【題目】Ⅰ.煤制天然氣的工藝流程簡圖如下:
(1)反應(yīng)Ⅰ:C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g) ΔH =+135 kJ·mol1,通入的氧氣會與部分碳發(fā)生燃燒反應(yīng)。請利用能量轉(zhuǎn)化及平衡移動原理說明通入氧氣的作用:___________________________。
(2)反應(yīng)Ⅱ:CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) ΔH=41 kJ·mol1。如圖表示不同溫度條件下,煤氣化反應(yīng)Ⅰ發(fā)生后的汽氣比(水蒸氣與CO物質(zhì)的量之比)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的變化關(guān)系。
①判斷T1、T2和T3的大小關(guān)系:______________。(從小到大的順序)
②若煤氣化反應(yīng)Ⅰ發(fā)生后的汽氣比為0.8,經(jīng)煤氣化反應(yīng)Ⅰ和水氣變換反應(yīng)Ⅱ后,得到CO與H2的物質(zhì)的量之比為1∶3,則反應(yīng)Ⅱ應(yīng)選擇的溫度是_______(填“T1”或“T2”或“T3”)。
(3)①甲烷化反應(yīng)Ⅳ發(fā)生之前需要進行脫酸反應(yīng)Ⅲ。煤經(jīng)反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ后的氣體中含有兩種酸性氣體,分別是H2S和_______。
②工業(yè)上常用熱碳酸鉀溶液脫除H2S氣體得到兩種酸式鹽,該反應(yīng)的離子方程式是__________。
Ⅱ.利用甲烷超干重整CO2技術(shù)可得到富含CO的氣體,將甲烷和二氧化碳轉(zhuǎn)化為可利用的化學(xué)品,在能源和環(huán)境上的意義重大。該技術(shù)中的化學(xué)反應(yīng)為:
CH4 (g)+3CO2 (g)2H2O(g)+4CO(g) ΔH>0
CH4超干重整CO2的催化轉(zhuǎn)化原理示意如圖:
(4)過程Ⅱ,實現(xiàn)了含氫物種與含碳物種的分離。生成H2O(g)的化學(xué)方程式是______________。
(5)假設(shè)過程Ⅰ和過程Ⅱ中的各步均轉(zhuǎn)化完全,下列說法正確的是_______。((填序號)
a.過程Ⅰ和過程Ⅱ中均含有氧化還原反應(yīng)
b.過程Ⅱ中使用的催化劑為Fe3O4和CaCO3
c.若過程Ⅰ投料=1,可導(dǎo)致過程Ⅱ中催化劑失效
(6)一定條件下,向體積為2 L的恒容密閉容器中充入1.2 mol CH4(g)和4.8 mol CO2(g),發(fā)生反應(yīng)CH4 (g)+3CO2 (g)2H2O(g)+4CO(g) ΔH>0,實驗測得,反應(yīng)吸收的能量和甲烷的體積分數(shù)隨時間變化的曲線圖像如圖。計算該條件下,此反應(yīng)的ΔH=________________。
【答案】(15分,除標(biāo)明外,每空2分)
(1)氧氣與碳發(fā)生燃燒反應(yīng)放熱,放出的熱被可逆反應(yīng)吸收利用,促進反應(yīng)正向移動
(2)①T1 <T2<T3 ②T3
(3)①CO2(1分) ②+H2SHS +
(4)4H2+Fe3O43Fe+4H2O
(5)ac
(6)+330 kJ·mol1
【解析】Ⅰ、(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+135 kJ·mol1,是吸熱反應(yīng),而碳與氧氣反應(yīng)放出熱量,使反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),向正反應(yīng)方向移動,提高碳的利用率;
(2)①反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=41 kJ·mol1的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高,一氧化碳的轉(zhuǎn)化率越低,由圖可知,溫度的大小為:T1<T2<T3;
②若煤氣化反應(yīng)Ⅰ發(fā)生后的汽氣比為0.8,設(shè)水蒸氣的物質(zhì)的量是4 mol、則生成的CO物質(zhì)的量為5 mol,同時生成5 mol氫氣,經(jīng)煤氣化反應(yīng)Ⅰ和水氣變換反應(yīng)Ⅱ后,設(shè)反應(yīng)Ⅱ中CO轉(zhuǎn)化的為x mol,則生成x mol氫氣,則(5x)∶(5+x)=1∶3,x=2.5,CO的轉(zhuǎn)化率=×100%=50%,根據(jù)圖知,反應(yīng)溫度為T3;
(3)①根據(jù)方程式Ⅱ知,生成的酸性氣體還有二氧化碳;②工業(yè)上常用熱碳酸鉀法脫除H2S氣體得到兩種酸式鹽,則二者反應(yīng)生成碳酸氫鉀和硫氫化鉀,反應(yīng)方程式為K2CO3+H2SKHS+KHCO3;
Ⅱ、(4)由圖示可知,過程Ⅱ中氫氣還原Fe3O4生成H2O,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是4H2+Fe3O43Fe+4H2O;
(5)假設(shè)過程Ⅰ和過程Ⅱ中的各步均轉(zhuǎn)化完全,a.過程Ⅰ有氫氣生成,而過程Ⅱ中存在氫氣還原四氧化三鐵和CO還原四氧化三鐵,均屬于氧化還原反應(yīng),故a正確;b.過程Ⅱ中使用的催化劑為Fe3O4和CaO,故b錯誤;c.若過程Ⅰ投料=1,則CH4和CO2恰好生成CO和H2,無多余的CO2,導(dǎo)致過程Ⅱ中只能生成FeO,催化劑效果降低,故c正確;答案為ac;
(6) CH4 (g)+3CO2 (g)2H2O(g)+4CO(g)
起始物質(zhì)的量(mol) 1.2 4.8 0 0
變化物質(zhì)的量(mol) x 3x 2x 4x
平衡物質(zhì)的量(mol) 1.2 x 4.83x 2x 4x
平衡時CH4的體積為=,解得x=0.36 mol,則ΔH=+118.8× kJ·mol1=+330 kJ·mol1。
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【題目】一定溫度下,在三個體積均為2.5 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g)
容器 | 溫度/K | 起始物質(zhì)的量/mol | 平衡物質(zhì)的量/mol | 平衡常數(shù) | |
CO2 | H2S | H2O | |||
Ⅰ | 607 | 0.11 | 0.41 | 0.01 | / |
Ⅱ | 607 | 0.22 | 0.82 | / | |
Ⅲ | 620 | 0.1 | 0.4 | / | 6.74×10-3 |
下列說法正確的是
A.該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B.607 K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)2.50×10-2
C.容器Ⅱ達到平衡時容器中COS的物質(zhì)的量大于0.02 mol
D.容器Ⅲ達平衡時,再充入少量氦氣,平衡將向正反應(yīng)方向移動
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【題目】下面的排序不正確的是( )
A. 四鹵甲烷晶體的熔點由低到高:CF4<CCl4<CBr4<CI4
B. 熔點由高到低:Na>Mg>Al
C. 硬度由大到小:金剛石>碳化硅>晶體硅
D. 晶格能由大到。NaF>NaCl>NaBr>NaI
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【題目】細胞之所以能進行各種生命活動,是因為有其自身的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。圖1是細胞內(nèi)兩類生物大分子化合物(C和D)的組成層次及功能,請分析回答:
(1)寫出生物大分子C的名稱 。
(2)寫出X和Y所代表的元素符號:X ,Y 。
(3)若圖Ⅱ表示J物質(zhì)的基本組成單位:則J物質(zhì)是 ,一般為雙螺旋結(jié)構(gòu),主要分布于 中。圖Ⅱ的名稱是 。
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【題目】向2 L密閉容器中通入a mol氣體A和b mol氣體B,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g)已知:平均反應(yīng)速率v(C)=v(A);反應(yīng)2 min時,A的濃度減少了a mol,B的物質(zhì)的量減少了mol,有a mol D生成。
回答下列問題:
(1)反應(yīng)2 min內(nèi),v(A)=________,v(B)=________。
(2)化學(xué)方程式中,x=________,y=________,p=________,q=________。
(3)反應(yīng)平衡時,D為2a mol,則B的轉(zhuǎn)化率為________。
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【題目】下圖是某蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)示意圖,圖中α鏈由21個氨基酸組成,β鏈由19個氨基酸組成,圖中“-S-S-”是在蛋白質(zhì)加工過程中由兩個“-SH”脫下2個H形成的。下列有關(guān)敘述中,錯誤的是( )
A.蛋白質(zhì)多樣性的原因包括氨基酸的排列順序不同
B.該蛋白質(zhì)含有40種氨基酸
C.該蛋白質(zhì)分子中至少含有42個O原子
D.形成該蛋白質(zhì)分子時相對分子質(zhì)量減少了686
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【題目】隨著各地治霾力度的加大,大力發(fā)展高性能燃料電池汽車成為研究課題。如圖是某課題組設(shè)計的液體燃料電池示意圖。下列有關(guān)敘述不正確的是
A. 該電池的優(yōu)點是不產(chǎn)生污染氣體,且液體燃料便于攜帶
B. 電池內(nèi)部使用的是陰離子交換膜,OH-經(jīng)交換膜移向負極
C. 該燃料電池的電極材料采用多孔納米碳材料(如圖),目的是增大接觸面積,增加吸附量
D. 該電池中通入N2H4的電極為正極,發(fā)生的電極反應(yīng)式為N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O
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【題目】如圖表示某化學(xué)反應(yīng)前后相關(guān)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化,據(jù)圖分析,下列說法正確的是( )
A.在化學(xué)反應(yīng)過程中物質(zhì)A可以為物質(zhì)B提供活化能
B.物質(zhì)A在細胞內(nèi)合成,且只能在細胞內(nèi)發(fā)揮作用
C.若物質(zhì)B為二糖,則物質(zhì)C和D分別為葡萄糖和果糖
D.物質(zhì)A和物質(zhì)B的水解產(chǎn)物可能相同
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