【題目】氫氣既是一種清潔能源,又是一種化工原料,在國民經濟中發(fā)揮著重要的作用。
(1)氫氣是制備二甲醚的原料之一,可通過以下途徑制。
Ⅰ.2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H
Ⅱ.2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H
已知:①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=akJmol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=bkJmol-1
③CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g) △H3=ckJmol-1
則反應Ⅱ的△H____kJmol-1
(2)氫氣也可以和CO2在催化劑(如Cu/ZnO)作用下直接生成CH3OH,方程式如下CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),現(xiàn)將1molCO2(g)和3molH2(g)充入2L剛性容器中發(fā)生反應,相同時間段內測得CH3OH的體積分數(shù)φ (CH3OH)與溫度(T)的關系如圖所示:
①經過10min達到a點,此時CH3OH的體積分數(shù)為20%.則v(H2)=___(保留三位小數(shù))。
②b點時,CH3OH的體積分數(shù)最大的原因是___。
③b點時,容器內平衡壓強為 P0,CH3OH的體積分數(shù)為30%,則反應的平衡常數(shù)Kp=___(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×體積分數(shù))
④a點和b點的v逆,a__b(填“>”“<”或”=”)若在900K時,向此剛性容器中再充入等物質的量的CH3OH和H2O,達平衡后φ(CH3OH)___30%。
⑤在900K及以后,下列措施能提高甲醇產率的是____(填字母)
a.充入氦氣 b.分離出H2O c.升溫 d.改變催化劑
(3)H2還可以還原NO消除污染,反應為2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g),該反應速率表達式v=kc2(NO)c(H2)(k是速率常數(shù),只與溫度有關),上述反應分兩步進行:
i.2NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2(g)△H1;ii.H2O2(g)+H2(g)2H2O(g)△H2化學總反應分多步進行,反應較慢的一步控制總反應速率,上述兩步反應中,正反應的活化能較低的是___(填“i”或“ii”)
【答案】(2a+2b-c) 0.086mol/(Lmin) 反應達到平衡狀態(tài) < > b ii
【解析】
(1)已知:①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=akJmol-1,②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H2=bkJmol-1,③CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g)△H3=ckJmol-1,蓋斯定律計算(①+②)×2-③得到反應Ⅱ2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H;
(2)①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),現(xiàn)將1 mol CO2(g)和3mol H2(g)充入2L剛性容器中發(fā)生反應,經過10min達到a點,此時CH3OH的體積分數(shù)為20%.結合三行計算列式計算;
②b點時,CH3OH的體積分數(shù)最大的原因是此點反應達到平衡狀態(tài);
③b點時,容器內平衡壓強為 P0,CH3OH的體積分數(shù)為30%,三行計算列式計算平衡物質的量,用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×體積分數(shù);
④a點v正>v逆,b點v正=v逆,溫度升高反應速率增大,若在900K時,向此剛性容器中再充入等物質的量的CH3OH和H2O,相當于總壓增大平衡正向進行;
⑤在900K及以后,能提高甲醇產率的是改變條件平衡正向進行;
(3)反應為2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g),該反應速率表達式v=kc2(NO)c(H2),反應速率是由第一步決定,反應活化能大。
(1)已知:①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=akJmol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=bkJmol-1
③CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g) △H3=ckJmol-1
蓋斯定律計算(①+②)×2-③得到反應Ⅱ2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=(2a+2b-c)KJ/mol,故答案為:(2a+2b-c);
(2)①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),現(xiàn)將1molCO2(g)和3molH2(g)充入2L剛性容器中發(fā)生反應,經過10min達到a點,此時CH3OH的體積分數(shù)為20%。結合三行計算列式計算,設消耗二氧化碳物質的量為x,
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始量(mol)1 3 0 0
變化量(mol)x 3x x x
平衡量(mol)1-x 3-3x x x
CH3OH的體積分數(shù)==20%,x=mol,
v(H2)==0.086mol/(Lmin),故答案為:0.086mol/(Lmin);
②b點時,CH3OH的體積分數(shù)最大的原因是反應達到平衡狀態(tài),故答案為:反應達到平衡狀態(tài);
③b點時,容器內平衡壓強為P0,CH3OH的體積分數(shù)為30%,消耗二氧化碳物質的量y,
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始量(mol) 1 3 0 0
變化量(mol)y 3y y y
平衡量(mol)1-y 3-3y y y
=0.3,y=0.75mol,平衡狀態(tài)氣體總物質的量=4mol-2×0.75mol=2.5mol,反應的平衡常數(shù)
④a點v正>v逆,b點v正=v逆,溫度升高反應速率增大,a點和b點的v逆,a<b,若在900K時,向此剛性容器中再充入等物質的量的CH3OH和H2O,相當于增大總壓,平衡正向進行,達平衡后φ(CH3OH)>30%,故答案為:<;>;
⑤在900K及以后,能提高甲醇產率的是平衡正向進行,
a.充入氦氣 總壓增大分壓不變,平衡不變,故a錯誤;
b.分離出H2O,平衡正向進行,甲醇產率增大,故b正確;
c.圖中分析升溫甲醇體積分數(shù)減小,說明正反應為放熱反應,反應升溫 平衡逆向進行,甲醇產率減小,故c錯誤;
d.改變催化劑,不改變化學平衡,甲醇產率不變,故d錯誤;
故答案為:b;
(3)H2還可以還原NO消除污染,反應為2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g),該反應速率表達式v=kc2(NO)c(H2)(k是速率常數(shù),只與溫度有關),上述反應分兩步進行:i.2NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2(g)△H1;ii.H2O2(g)+H2(g)2H2O(g)△H2化學總反應分多步進行,反應較慢的一步i反應控制總反應速率,反應活化能大,正反應的活化能較低的是ii,故答案為:ii。
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【題目】閃爍著銀白色光澤的金屬鈦(22Ti)因具有密度小、強度大、無磁性等優(yōu)良的機械性能,被廣泛應用于軍事、醫(yī)學等領域,號稱“崛起的第三金屬”。已知鈦有48Ti、49Ti、50Ti等同位素,下列關于金屬鈦的敘述中不正確的是( )
A.上述鈦原子中,中子數(shù)不可能為22
B.鈦元素在元素周期表中處于第四周期
C.鈦的不同同位素在元素周期表中處于不同的位置
D.鈦元素屬于過渡元素
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】工業(yè)制備硫酸的主要反應之一為SO2與O2反應生成SO3。請回答下列問題:
(1)SO2與O2反應生成SO3的反應過程的能量變化如圖1所示。由圖中曲線變化可知,該反應為___(填“放熱”或“吸熱”)反應。
(2)其他條件不變時,不同溫度下SO2的轉化率隨時間的變化情況如圖2所示T1___(填“>”或“<”)T2。
(3)某次實驗中,在容積為2L的恒溫恒容密閉容器中通入2molSO2和bmolO2,反應過程中部分物質的物質的量隨反應時間的變化如圖3所示。
①甲為___(填化學式,下同),乙為___。
②SO2與O2生成SO3的反應是___反應。(填“可逆”或“不可逆”)
③10min時,v正(SO2) _______ v逆(SO2)。(填“>”、“<”或“=”)
④從反應開始到平衡,反應速率v(SO3)=___。
⑤當b=___時,O2與SO2的轉化率相等。
⑥反應達到平衡時,SO2的轉化率為___。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一個長周期,短周期元素Y原子的最外層電子數(shù)比內層電子總數(shù)少3,它們形成化合物的分子式是XY4。試回答:
(1)X元素的原子基態(tài)時電子排布式為:___________________________________,Y元素原子最外層電子的電子排布圖為:____________。
(2)若X、Y兩元素電負性分別為2.1和2.85,試判斷XY4中X與Y之間的化學鍵為________(填“共價鍵”或“離子鍵”)。
(3)該化合物的空間結構為______________形,中心原子的軌道雜化類型為__________,分子為______________(填“極性分子”或“非極性分子”)。
(4)該化合物在常溫下為液體,該液體微粒間的作用力是____________。
(5)該化合物的沸點與SiCl4比較:________(填化學式)的高,原因是_________________________。
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【題目】分枝酸可用于生化研究。其結構簡式如圖。下列關于分枝酸的敘述正確的是
A. 分子中含有2種官能團
B. 可與乙醇、乙酸反應,且反應類型相同
C. 1mol分枝酸最多可與3molNaOH發(fā)生中和反應
D. 可使溴的四氯化碳溶液、酸性高錳酸鉀溶液褪色,且原理相同
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【題目】化合物G是一種具有抗痢疾的某種藥物的中間體,其合成路線如圖:
已知:+R3NH2+H2O
(1)X的分子式為C2H4Cl2,寫出其化學名稱____。
(2)①的反應類型為____。
(3)D中官能團的名稱為____。
(4)E的分子式為____。
(5)芳香族化合物Z的分子式為C8H7OBr,寫出Z的結構簡式____。
(6)同時滿足下列條件的D的同分異構體有多種,寫出任意一種的結構簡式____。
①能與氯化鐵發(fā)生顯色反應
②能與純堿反應放出二氧化碳氣體
③除苯環(huán)外無其他環(huán)狀結構
④核磁共振氫譜為四組峰,峰面積比為1:1:2:6
(7)寫出和為有機原料制備的流程圖。____
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【題目】在2L的密閉容器中發(fā)生反應:4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),2min后B減小了1.2mol.有關此反應的說法正確的是( 。
A. 在 2min 內的反應速率,用 C 表示是 0.4mol/(Lmin)
B. 分別用 B、C、D 表示化學反應速率其比值是 3:2:1
C. 達到化學反應限度時,B 物質轉化率為 100%
D. 向容器中增加 A 的投量,可以加快該反應的速率
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【題目】在一定溫度下,在體積為2L的恒容密閉容器中,某一反應中X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示,下列表述中正確的是
A.反應的化學方程式為
B.t時,正、逆反應都不再繼續(xù)進行,反應達到化學平衡
C.若,則X的化學反應速率為0.1molL-1min-1
D.溫度、體積不變,t時刻充入1molHe使壓強增大,正、逆反應速率都增大
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【題目】下列關于(I)、(II)、(III)、(IV)化合物的說法正確的是
A. Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的沸點依次升高 B. Ⅰ、Ⅲ的一氯代物均只有四種
C. Ⅱ、Ⅲ中碳原子可能都處于同一平面 D. Ⅲ、Ⅳ都屬于芳香族化合物,互為同系物
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