【題目】乙烯是重要的有機(jī)化工原料,可由乙醇脫水制備。涉及反應(yīng)如下:
①2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H1=—23.9 kJmol-1
②2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g) △H2= —29.1kJmol-1
③CH3CH2OH(g)CH3OCH3(g) △H3= +50.7kJmol-1
④C2H5OH(g)C2H4(g)+ H2O(g) △H4=akJmol-1
回答下列問(wèn)題:
(1)a=___________。
(2)在1.0L密閉容器中放入0.10 mol C2H5OH(g),在一定溫度下進(jìn)行④反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(P)的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:
時(shí)間t/h | 0 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 20 | 25 | 30 |
總壓強(qiáng)P/100kPa | 4.91 | 5.58 | 6.32 | 7.31 | 8.54 | 9.50 | 9.52 | 9.53 | 9.53 |
①欲提高C2H5OH的平衡轉(zhuǎn)化率,應(yīng)采取的措施為___________(填字母)。
a.升高溫度 b.增大壓強(qiáng)
c.通入乙醇 d.降低壓強(qiáng)
②由總壓強(qiáng)P和起始?jí)簭?qiáng)P0計(jì)算反應(yīng)物C2H5OH的轉(zhuǎn)化率(C2H5OH)的表達(dá)式為_________,平衡時(shí)C2H5OH的轉(zhuǎn)化率為_______(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,下同),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_________。
③用總壓強(qiáng)P和起始?jí)簭?qiáng)P0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n(總)和反應(yīng)物C2H5OH的物 質(zhì)的量n(C2H5OH),n(總)=_____mol,n(C2H5OH)=_____mol。
(3)下表為反應(yīng)④中反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時(shí)間的數(shù)據(jù),分析該反應(yīng)中c(C2H5OH)變化與時(shí)間間隔(△t)的規(guī)律,得出的結(jié)論是______,由此規(guī)律推出反應(yīng)在12h時(shí)c(C2H5OH)等于______molL-1
反應(yīng)時(shí)間t/h | 0 | 4 | 8 | 16 |
c(C2H5OH)/(molL-1) | 0.10 | 0.051 | 0.026 | 0.0065 |
【答案】+45.5 ad ×100% 94% 1.5 0.1×(2-) 達(dá)到平衡前每間隔4h,c(C2H5OH)減少約一半 0.013
【解析】
(1)利用蓋斯定律構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式求焓變;
(2)反應(yīng)是吸熱反應(yīng),反應(yīng)前后氣體體積增大,結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析判斷轉(zhuǎn)化率;
(3)相同條件下壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,反應(yīng)前后物質(zhì)的量的增大是反應(yīng)的C2H5OH的物質(zhì)的量,結(jié)合轉(zhuǎn)化率概念計(jì)算得到;依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算平衡常數(shù);
(4)依據(jù)平衡C2H5OH的濃度計(jì)算,依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析判斷存在的規(guī)律。
(1)①2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9kJmol-1,②2CH3OH(g)═C2H4(g)+2H2O(g) △H2=-29.1kJmol-1,③C2H5OH(g)═CH3OCH3(g) △H3=+50.7kJmol-1,根據(jù)蓋斯定律①-②-③可得:C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g) △H=(-23.9+29.1-50.7)kJ/mol =-45.5kJ/mol,則C2H5OH(g)C2H4(g)+ H2O(g) △H4=+45.5kJmol-1,故答案為:+45.5;
(2)①在一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng):C2H5OH(g)C2H4(g)+ H2O(g)△H4=+45.5kJmol-1,反應(yīng)是吸熱反應(yīng),反應(yīng)后氣體體積增大,根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析可知,欲提高乙醇的平衡轉(zhuǎn)化率,平衡需要正向移動(dòng),可以升溫或減壓,故答案為:ad;
②反應(yīng)后氣體物質(zhì)的量增大量等于反應(yīng)的乙醇的量,所以由總壓強(qiáng)P和起始?jí)簭?qiáng)P0計(jì)算反應(yīng)物乙醇的轉(zhuǎn)化率α(C2H5OH)的表達(dá)式=×100%;平衡時(shí)C2H5OH的轉(zhuǎn)化率=×100%=94.1%;
C2H5OH(g) C2H4(g) + H2O(g)
起始量(mol/L) 0.10 0 0
變化量(mol/L) 0.10×94.1% 0.10×94.1% 0.10×94.1%
平衡量(mol/L)0.10(1-94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1%
K===1.5mol/L,故答案為:×100%;94.1%;1.5mol/L;
(3)①由總壓強(qiáng)P和起始?jí)簭?qiáng)P0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n總和反應(yīng)物C2H5OH的物質(zhì)的量n(C2H5OH),依據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,n總∶n起始=P∶P0 ,n總=;
C2H5OH(g)C2H4(g)+ H2O(g)
起始量(mol) 0.10 0 0
變化量(mol) x x x
某時(shí)刻量(mol)0.10-x x x
(0.10+x)∶0.10=P∶P0,解得:x=,因此n(C2H5OH)=0.10-=0.10×(2-)mol,故答案為:;0.10×(2-);
(3)分析數(shù)據(jù)特征可知,每隔4h,C2H5OH的濃度減小一半,由此規(guī)律推出反應(yīng)在12h時(shí)反應(yīng)物的濃度c(C2H5OH)==0.013mol/L,故答案為:達(dá)到平衡前每間隔4h,c(C2H5OH)減少約一半;0.013。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】一定溫度壓強(qiáng)下,用相同質(zhì)量的CH4、CO2、O2、SO2四種氣體分別吹出四個(gè)體積大小不同的氣球,下列說(shuō)法中正確的是
A. 氣球B中裝的是O2B. 氣球A和氣球D中氣體物質(zhì)的量之比為4:1
C. 氣球A和氣球C中氣體分子數(shù)相等D. 氣球C和氣球D中氣體密度之比為2:1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】(1)元素周期表是我們研究物質(zhì)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)的重要工具,對(duì)周期表的熟悉和掌握程度直接影響我們對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)。元素周期表共有七個(gè)周期十六個(gè)族;第ⅠA族元素(除氫外)的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物都是易溶于水的強(qiáng)堿,又稱為___元素,鹵族元素位于第__縱行,最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值相等的元素位于___族。
(2)A、B、C、D、E、F、G為原子序數(shù)依次增大的前20號(hào)元素(此時(shí)不考慮稀有氣體元素),在周期表中B和C,C和E分別相鄰,B、E、G的最外層電子數(shù)之和為12。已知部分元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如下表:
元素編號(hào) | 元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu) |
A | 該元素有一種核素質(zhì)量數(shù)為1 |
B | 常溫下單質(zhì)為雙原子分子,其氫化物水溶液呈堿性 |
D | 原子的次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的兩倍 |
①由元素A、B形成的核外電子總數(shù)為10e-的兩種微粒:___,___(寫(xiě)化學(xué)式)。
②C元素在周期中的位置:___。
③C、D形成的化合物在通訊上的重要用途___。
④E與G兩元素可形成化合物,用電子式表示其化合物的形成過(guò)程:___。
⑤用化學(xué)方程式表示B、D兩種元素的非金屬性強(qiáng)弱___。
⑥A、B、F三種元素形成的一種常見(jiàn)化合物易溶于水,受熱易分解,可用于制作干電池,該物質(zhì)的電子式是___。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】甲烷與氧氣反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如下圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是
A. 反應(yīng) CO2(g)+2H2O(l)==CH4(g)+2O2(g) △H<0
B. 若將1mol CO2(g)、2 molH2O(l)的能量標(biāo)在圖中,則其位置在①、②之間
C. 若C一H鍵的鍵能為415kJ mol-1,則O= O的鍵能為493 kJ mol-1
D. 若該反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)化的化學(xué)能為200kJ,則有0.25 molC=O生成
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】H2和CO合成甲醇反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)(正反應(yīng)是放熱反應(yīng))。在恒溫,體積為2L的密閉容器中分別充入1.2molCO和1molH2,10min后達(dá)到平衡,測(cè)得含有0.4molCH3OH(g)。則達(dá)到平衡時(shí)CO的濃度為___;10min內(nèi)用H2表示的化學(xué)反應(yīng)速率為___;若要加快CH3OH的生成速率并提高CO的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有___(填一種合理的措施)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】給你提供純鋅、純銅片和500 mL 0.2 mol·L-1的H2SO4溶液、導(dǎo)線、1000 mL量筒。試用下圖裝置來(lái)測(cè)定鋅和稀硫酸反應(yīng)時(shí)在某段時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量。
(1)如圖所示,裝置氣密性良好,且1000 mL量筒中已充滿了水,則開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí),a電極材料為________,其電極反應(yīng)式為________。b電極材料為________,其電極反應(yīng)式為________。
(2)當(dāng)量筒中收集到672 mL氣體時(shí)(已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況下),通過(guò)導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量為__________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】依據(jù)下圖裝置,下列敘述不正確的是
A. a和b不連接時(shí),鐵片上會(huì)有金屬銅析出
B. a和b用導(dǎo)線連接時(shí),銅片上發(fā)生的反應(yīng)為:Cu2++2e-=Cu
C. a和b分別連接直流電源正、負(fù)極,Cu2+向銅電極移動(dòng)
D. 無(wú)論a和b是否連接,鐵片均會(huì)溶解,溶液顏色都會(huì)發(fā)生變化
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】能源、信息、材料是新科技革命的三大支柱,現(xiàn)有一種叫HEMA的材料,是用來(lái)制備軟質(zhì)隱形眼鏡的,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖,則合成它的單體為( )
A. CH3—CH=CH—COOH CH3CH2OH
B. HOCH2CH2OH
C. CH2=CH—CH2COOH HOCH2CH2OH
D. CH3CH2OH
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