【題目】甲醇可以與水蒸氣反應生成氫氣,反應方程式如下:
CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) ΔH>0
(1)一定條件下,向體積為2 L的恒容密閉容器中充入1 mol CH3OH(g)和3 mol H2O(g),20 s后,測得混合氣體的壓強是反應前的1.2倍,則用甲醇表示該反應的速率為________。
(2)判斷(1)中可逆反應達到平衡狀態(tài)的依據是(填序號)________。
①v正(CH3OH)=v正(CO2)
②混合氣體的密度不變
③混合氣體的平均相對分子質量不變
④CH3OH、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化
(3)下圖中P是可自由平行滑動的活塞,關閉K,在相同溫度時,向A容器中充入1 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g),向B容器中充入1.2 mol CH3OH(g)和2.4 mol H2O(g),兩容器分別發(fā)生上述反應。已知起始時容器A和B的體積均為a L。試回答:
①反應達到平衡時容器B的體積為1.5a L,容器B中CH3OH的轉化率為________;A、B兩容器中H2O(g)的體積百分含量的大小關系為:B________A(填“>”“<”或“=”)。
②若打開K,一段時間后重新達到平衡,容器B的體積為________L(連通管中氣體體積忽略不計,且不考慮溫度的影響)。
【答案】(1)0.01 mol/(L·s)
(2)③④
(3)①75% < ②1.75a
【解析】
試題分析:(1)反應前氣體的總物質的量為4mol,反應后氣體的總物質的量為4 mol×1.2=4.8 mol。
CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)
起始量(mol) 1 3 0 0
轉化量(mol) x x x 3x
平衡量(mol) 1-x 3-x x 3x
則1-x+3-x+x+3x=4.8
解得x=0.4
所以用甲醇表示該反應的速率為=0.01 mol/(L·s)。
(2)①中兩種物質的速率表示的是同一方向的反應速率,不能作為反應達到平衡的依據,①錯誤;②由于混合氣體的質量和體積都不變,故其密度始終不變,不能說明反應是否達平衡,②錯誤;③中混合氣體的平均相對分子質量不變,說明混合氣體的總物質的量不變,即反應正向進行和逆向進行的趨勢相同,故可作為反應達到平衡的依據,③正確;④中各氣體的物質的量濃度不變,說明反應已達到平衡,④正確,答案選③④。
(3)①反應達平衡時,B中氣體的總物質的量為:×1.5a L=5.4 mol,氣體的總物質的量比反應前增加5.4 mol-1.2 mol-2.4 mol=1.8 mol。
CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) △n↑
1mol 1mol 1mol 3mol 2mol
0.9mol 1.8mol
故B中CH3OH的轉化率為:×100%=75%。
若A、B兩容器中的壓強相等,兩容器中的氣體達平衡時,為等溫等壓下的等效平衡,兩容器中H2O(g)的百分含量相等,F在A容器的體積不變,而反應后氣體的總物質的量增加,即壓強增大,平衡應逆向(氣體體積減小的方向)移動,H2O(g)的百分含量增加,故B中H2O(g)的百分含量小于A中H2O(g)的百分含量。
②若打開K,則A中氣體的壓強與B中相同,兩容器中的氣體達平衡時,為等溫等壓下的等效平衡,這時原A中氣體的體積將變?yōu)椋?/span>×1.5a L=1.25a L,氣體體積增加0.25a L,故這時容器B的體積變?yōu)椋?.5a L+0.25a L=1.75a L。
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【題目】某溶液中只可能含有下列離子中的幾種(不考慮溶液中含有的較少的H+和OH-):Na+、NH4+、SO42-、CO32-、NO3-。取200 mL該溶液,分為兩等份分別做下列實驗。實驗1:第一份加入足量的燒堿并加熱,產生的氣體在標準狀況下為224 mL。實驗2:第二份先加入足量的鹽酸,無現象,再加足量的BaCl2溶液,得固體2.33g。下列說法正確的是
A.該溶液中可能含有Na+
B.該溶液中肯定含有NH4+、SO42-、CO32-、NO3-
C.該溶液中一定不含NO3-
D.該溶液中一定含Na+,且c(Na+) ≥ 0.1 mol·L-1
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【題目】硝酸按是一種常用的化肥,其工業(yè)生產流程如下圖,請回答下列問題。
(1)寫出反應容器B中發(fā)生反應的化學方程式: 。
(2)吸收塔C中通入空氣的目的是 。C、D兩個反應容器中發(fā)生的反應,屬于氧化還原反應的是 (填反應容器代號)。
(3)濃硝酸一般保存在徐色試劑瓶里,并放置在陰涼處,用化學方程式解釋原因: 。
(4)3.04g銅鎂合金完全溶解于100mL密度為1.40g·mL-1、質量分數為63%的濃硝酸中得到NO2和N2O4的混合氣體2240mL(標準狀況),向反應后的溶液中加入2.00mol·L-1NaOH溶液,當金屬離子全部沉淀時,得到5.08g沉淀。則
① 加小Na0H 溶液的體積至少 mL。
② 該合金中銅與鎂的物質的量之比是 。
③ NO2和N2O4的混合氣體中,NO2的體積分數是 。
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【題目】現有反應mA(g)+nB(g)pC(g),達到平衡后,當升高溫度時,B的轉化率減;當減小壓強時,混合體系中A的質量分數增大,則
(1)該反應的正反應是__________熱反應,且m+n__________p (填“>”、“<”或“=”)。
(2)增大壓強時,B的轉化率__________(填“增大”、“減小”或“不變”,下同),逆反應速率__________。
(3)若加入C(體積不變),則A的體積分數__________。
(4)若降低溫度,則平衡時B、C的濃度之比c(C)/c(B)比值將________。
(5)若加入催化劑,該反應的反應熱________。
(6)若B是有色物質,A、C均為無色物質,維持容器體積不變,充入氖氣時,混合氣體的顏色__________(填“變淺”、“變深”或“不變”)。
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【題目】硫酸性質是中學化學學習的重點。請回答下列問題:
(1)中學化學中利用物質與濃硫酸共熱可制備SO2氣體,寫出用濃硫酸還可制備不同類別的氣體的名稱: (寫一種)。
(2)某化學興趣小組為探究銅與濃硫酸的反應以及SO2的性質,用下圖所示裝置進行有關實驗。
①裝置B的作用是貯存多余的氣體。B中應放置的液體是_______(填序號)。
a.飽和Na2SO3溶液 b.酸性 KMnO4溶液
c.濃溴水 d.飽和NaHSO3溶液
②反應完畢后,燒瓶中還有一定量的余酸,使用足量的下列藥品不能用來證明反應結束后的燒瓶中的確有余酸的是____ (填序號)。
a.Fe粉 b.BaCl2溶液 c.CuO d.Na2CO3溶液
③實驗中某學生向A中反應后溶液中通入一種常見氣體單質,使銅片全部溶解且僅生成硫酸銅溶液,該反應的化學方程式是______ ____。
④為驗證二氧化硫的還原性,C中盛有氯水,充分反應后,取C中的溶液分成三份,分別進行如下實驗:
方案I:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成
方案Ⅱ:向第二份溶液加入品紅溶液,紅色褪去
方案Ⅲ:向第三份溶液加入BaCl2溶液,產生白色沉淀
上述方案中合理的是 (填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);C中發(fā)生反應的離子方程式為 。D中盛有氫氧化鈉溶液,當通入二氧化硫至試管D中溶液顯中性時,該溶液中c(Na+)= (用含硫微粒濃度的代數式表示)。
(3)利用FeCl3溶液的氧化性也可以吸收SO2。
①該反應的離子方程式是 。檢驗FeCl3是否完全被還原的方法為 。
②為驗證FeCl3溶液與SO2的反應:同學們將SO2通入0.05 mol·L-1 FeCl3溶液中, 溶液很快由黃色變?yōu)榧t褐色; 將溶液長時間放置后, 最終變?yōu)闇\綠色。 關于紅褐色液體, 以下是同學們的分析推測及實驗。
分析推測 | 實驗步驟及現象 |
甲: 生成了Fe(OH) 3膠體 乙: 經查閱資料, 可能發(fā)生反應: Fe3++6SO2 Fe(SO2)63+ (反應b) | ⅰ. 制備Fe(OH) 3膠體并檢驗 ⅱ. 分別向Fe(OH) 3膠體和該紅褐色液體中加入適量鐵粉, 振蕩后前者不變色, 后者變?yōu)闇\綠色 |
利用膠體的 (填性質) 可以檢驗步驟ⅰ中是否得到了Fe(OH) 3膠體。
根據反應b, 說明步驟ⅱ中液體顏色變化的原因是 (用離子方程式結合必要的文字說明) 。
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【題目】芳香化合物A是一種基本化工原料,可以從煤和石油中得到。OPA是一種重要的有機化工中間體.A、B、C、D、E、F和OPA的轉化關系如下所示:
回答下列問題:
(1)A的化學名稱是____________;
(2)由A生成B 的反應類型是____________,在該反應的副產物中,與B互為同分異構體的化合物的結構簡式為____________;
(3)寫出C所有可能的結構簡式____________;
(4)D(鄰苯二甲酸二乙酯)是一種增塑劑.請用A、不超過兩個碳的有機物及合適的無機試劑為原料,經兩步反應合成D。用結構簡式表示合成路線____________;
(5)OPA的化學名稱是____________,OPA經中間體E可合成一種聚酯類高分子化合物F,由E合成F的反應類型為____________,該反應的化學方程式為____________;(提示)
(6)芳香化合物G是E的同分異構體,G分子中含有醛基、酯基和醚基三種含氧官能團,寫出G所有可能的結構簡式____________。
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【題目】【加試題】在一個容積固定不變的密閉容器中進行反應:
2X(g) + Y(g) 2Z(g) ,已知將2molX和1molY充入該容器中,反應在絕熱條件下達到平衡時,Z的物質的量為pmol;卮鹣铝袉栴}:21m
(1)若把2molX和1molY充入該容器時,處于狀態(tài)I,達到平衡時處于狀態(tài)II(如圖1),則該反應的△H
0;熵變△S 0 ( 填:“< ,> ,= ”)。該反應在 (填:高溫或低溫)條件下能自發(fā)進行。
(2)該反應的v-t圖像如圖2中左圖所示。若其他條件不變,僅在反應前加入合適的催化劑,則其v-t圖像如圖2中右圖所示。以下說法正確的是
① a1>a2 ②b1<b2 ③ t1>t2 ④ 右圖中陰影部分面積更大 ⑤兩圖中陰影部分面積相等
(3)若該反應在容積可變的密閉容器中發(fā)生,在溫度為T1、T2時,平衡體系中X的體積分數隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是 。
A.A、C兩點的反應速率:A>C
B.A、C兩點的氣體密度:A<C
C.B、C兩點的氣體的平均相對分子質量:B<C
D.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
E.A、C兩點X的濃度:A>C
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【題目】四氯化錫用作媒染劑和有機合成上的氯化催化劑,甲、乙為實驗室制備四氯化錫的反應裝置示意圖,有關信息數據如下:
有關信息數據:①實驗室制備四氯化錫的操作是將金屬錫熔融,然后潑入冷水,制成錫花,將干燥的錫花加入反應器中,再向反應器中緩緩通入干燥氯氣;②無水四氯化錫是無色易流動的液體,熔點-33℃,沸點114.1℃,③無水四氯化錫暴露于空氣中與空氣中的水分反應生成白色煙霧,有強烈的刺激性。請回答下列問題:
Ⅰ、圖甲是實驗室制備干燥氯氣的實驗裝置(夾持裝置已略)
(1)A的儀器名稱為__________,該裝置制備氯氣選用的藥品為漂粉精固體[主要成分Ca(ClO)2]和濃鹽酸,B中發(fā)生反應的化學方程式為__________。
(2)裝置C中飽和食鹽水的作用是__________,同時裝置C亦是安全瓶,能檢測實驗進行時是否發(fā)生堵塞,請寫出發(fā)生堵塞時C中的現象:__________。
(3)試劑X可能為__________(填序號)
A無水氯化鈣 B濃硫酸 C.堿石灰 D五氧化二磷
(4)用錫花代替錫粒的目的是__________。
Ⅱ.圖乙是蒸餾SnCl4的裝置
(1)圖中,收集到的SnCl4中可能存在的副產物的化學式為__________。
(2)該裝置尚有兩處不當之處,它們分別是__________,__________;
(3)若實驗中用去錫粉5,95g,反應后,Ⅱ中錐形瓶里收集到12.0gSnCl4。則SnCl4的產率為__________。(結果保留3位有效數字)
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【題目】工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、Cl2和H2,并以它們?yōu)樵仙a一系列化工產品,稱為氯堿工業(yè)。
(1)若采用無隔膜法電解冷的食鹽水時,Cl2會與NaOH充分接觸,導致產物僅是NaClO和H2。無隔膜法電解冷的食鹽水相應的離子方程式為 。
(2)氯堿工業(yè)耗能高,一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30%以上。在這種工藝設計中,相關物料的傳輸與轉化關系如下圖所示,其中的電極未標出,甲,乙所用的離子膜為同一類型。
①甲中的離子交換膜為 (填“陽離子交換膜”或“陰離子交換膜”)。
②經精制的飽和NaCl溶液應從圖中電解池的 (填寫“左” 或“右”)池注入。
③圖中X是____ __(填化學式);乙中右室的電極反應式為: _ ,圖示中氫氧化鈉溶液質量分數a%與b%的關系是 (填字母)。
A. a%=b% B. a%﹥b% C. a%﹤b%
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