【題目】2018年,美國(guó)退出了《巴黎協(xié)定》實(shí)行再工業(yè)化戰(zhàn)略,而中國(guó)卻加大了環(huán)保力度,生動(dòng)詮釋了我國(guó)負(fù)責(zé)任的大國(guó)形象。近年我國(guó)大力加強(qiáng)溫室氣體CO2催化氫化合成甲醇技術(shù)的工業(yè)化量產(chǎn)研究,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
(1)已知:CO2(g)+H2(g)H2O(g) +CO(g) ΔH1 = +41.1 kJmol-1
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90.0 kJmol-1
則CO2催化氫化合成甲醇的熱化學(xué)方程式:______________________。
(2)工業(yè)上一般在恒容密閉容器中可以采用下列反應(yīng)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是(填字母序號(hào))________.
A.生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等 B.混合氣體的密度不變
C.混合氣體的相對(duì)平均分子質(zhì)量不變 D.CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化
(3)如表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)
溫度℃ | 250 | 300 | 350 |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_____。
②由表中數(shù)據(jù)判斷該反應(yīng)的△H_____0(填“>”、“=”或“<”);
③某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng)后,達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c(CO)=0.2mol/L,則此時(shí)的溫度為___________℃。
(4)要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是(填字母序號(hào))__________________.
a.增加CO的濃度 b.加入催化劑 c.升溫 d.加入H2 e.加入惰性氣體 f.分離出甲醇
(5)在一定條件下,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1體系中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率()與L和X的關(guān)系如圖所示,L和X分別表示溫度或壓強(qiáng)。
①X表示的物理量是_____。
②判斷L1與L2的大小關(guān)系:L1_____L2(填“<”,“=”或“>”),并簡(jiǎn)述理由:____________________。
【答案】CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH =-48.9 kJ·mol-1 CD K= < 250 d、f 溫度 L1>L2 溫度一定時(shí),增大壓強(qiáng),CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式并計(jì)算反應(yīng)熱;
(2)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,各物質(zhì)的濃度、物質(zhì)的量等不隨時(shí)間的變化而變化,據(jù)此分析判斷;
(3)①平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值;
②根據(jù)表格中數(shù)據(jù)的變化關(guān)系確定該反應(yīng)是吸熱還是放熱;
③根據(jù)三段法確定平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度,計(jì)算出平衡常數(shù),進(jìn)一步確定反應(yīng)所處的溫度;
(4)要提高CO的轉(zhuǎn)化率,只需讓反應(yīng)平衡正向移動(dòng),由此分析判斷;
(5)①由圖象可知,CO2的轉(zhuǎn)化率逐漸減小,根據(jù)溫度或壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響進(jìn)行分析;
②X代表溫度,L表示壓強(qiáng),該反應(yīng)為體積縮小的反應(yīng),溫度一定時(shí),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大。
(1)①CO2(g)+H2(g)H2O(g) +CO(g) ΔH1 = +41.1 kJmol-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90.0 kJmol-1
根據(jù)蓋斯定律可知反應(yīng)①+反應(yīng)②可得CO2催化氫化合成甲醇的熱化學(xué)方程式:CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g) ΔH =-48.9 kJ·mol-1;
(2)A. 生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等,不能證明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,因此不能證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B.該反應(yīng)中氣體的重質(zhì)量不變,容器為恒容的密閉容器,體積不變,因此混合氣體的密度始終不變,因此混合氣體的密度不變,不能證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C. 該反應(yīng)為氣體的物質(zhì)的量減少的反應(yīng),氣體的總質(zhì)量不變,因此當(dāng)混合氣體的相對(duì)平均分子質(zhì)量不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),C項(xiàng)正確;
D. CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化時(shí),證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D項(xiàng)正確;
答案選CD;
(3)①根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=;
②由表格中數(shù)據(jù)可知,隨著溫度的升高.平衡常數(shù)逐漸減小,因此該反應(yīng)為放熱反應(yīng),即△H<0;
③根據(jù)已知條件可知:
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
平衡常數(shù)K===2.041,與表格中數(shù)據(jù)對(duì)比可知,該反應(yīng)的溫度為250℃;
(4)a. 增加CO的濃度,平衡正向移動(dòng),但CO的轉(zhuǎn)化率減小,a項(xiàng)錯(cuò)誤;
b. 加入催化劑,反應(yīng)速率加快,但平衡不移動(dòng),b項(xiàng)錯(cuò)誤;
c. 該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),c項(xiàng)錯(cuò)誤;
d. 加入H2,平衡正向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率增大,d項(xiàng)正確;
e. 加入惰性氣體,雖增大了壓強(qiáng),但容器的容積不變,各物質(zhì)的濃度不發(fā)生變化,平衡不移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率不變,e項(xiàng)錯(cuò)誤;
f. 分離出甲醇,減少了生成物的濃度,平衡正向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率增大,f項(xiàng)正確;
答案選d、
(5)①由圖象可知,CO2的轉(zhuǎn)化率逐漸減小,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),CO2的轉(zhuǎn)化率逐漸減小,因此X代表溫度,L表示壓強(qiáng);
②X代表溫度,L表示壓強(qiáng),該反應(yīng)為體積縮小的反應(yīng),溫度一定時(shí),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大。因此L1>L2。
化學(xué)反應(yīng) | mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) | 是否平衡 |
正、逆反 應(yīng)速率之 間的關(guān)系 | ①單位時(shí)間內(nèi)消耗了m mol A,同時(shí)也生成了m mol A | 平衡 |
②單位時(shí)間內(nèi)消耗了n mol B,同時(shí)也消耗了p mol C | 平衡 | |
③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q | 不一定平衡 | |
④單位時(shí)間內(nèi)生成了n mol B,同時(shí)也消耗了q mol D | 不一定平衡 | |
混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量 | ①平均相對(duì)分子質(zhì)量一定,且m+n≠p+q | 平衡 |
②平均相對(duì)分子質(zhì)量一定,且m+n=p+q | 不一定平衡 | |
氣體密度(ρ) | ①只有氣體參加的反應(yīng),密度保持不變(恒容密閉容器中) | 不一定平衡 |
②m+n≠p+q時(shí),密度保持不變(恒壓容器中) | 平衡 | |
③m+n=p+q時(shí),密度保持不變(恒壓容器中) | 不一定平衡 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某化學(xué)小組在實(shí)驗(yàn)室制取漂白粉,并探究氯氣與石灰乳反應(yīng)條件和產(chǎn)物。
已知:①二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)可制備氯氣,同時(shí)生成MnCl2
②氯氣和堿的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。溫度較高時(shí),氯氣和堿還能發(fā)生如下反應(yīng):3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O
該興趣小組設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)裝置,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)①甲裝置用于制備氯氣,其發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________乙裝置的作用是 _____________
②實(shí)驗(yàn)室用足量NaOH溶液吸收從濃鹽酸和MnO2反應(yīng)體系中導(dǎo)出的氣體。當(dāng)吸收溫度不同時(shí),生成的產(chǎn)物可能是NaClO、NaClO3、NaCl中的兩種或三種。下列說(shuō)法不正確的是___________。(填字母)
A.若產(chǎn)物為NaClO3、NaCl,則參加反應(yīng)的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶5
B.若產(chǎn)物為NaClO、NaCl,則吸收后的溶液中c(ClO-)=c(Cl-)
C.若產(chǎn)物為NaClO、NaClO3、NaCl,則NaOH與Cl2相互反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為2∶1
(2)小組成員發(fā)現(xiàn),產(chǎn)物中Ca(ClO)2的質(zhì)量明顯小于理論值。他們討論后認(rèn)為,其可能原因是部分氯氣未與石灰乳反應(yīng)而逸出,以及溫度升高。為了探究反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物的影響,他們另取一定量的石灰乳,緩慢勻速地通入足量氯氣,得出了Ca(ClO)2、Ca(ClO3)2兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量(n)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系曲線,粗略表示為如圖(不考慮氯氣和水的反應(yīng))。則所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物質(zhì)的量為______________mol;
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】美托洛爾可用于治療各類(lèi)型高血壓及心絞痛,其一種合成路線如下:
已知:①CH3COCH2R CH3CH2CH2R
② B- F苯環(huán)上均只有兩個(gè)取代基
回答下列問(wèn)題:
(1)A的化學(xué)名稱是___,C中含氧官能團(tuán)的名稱是___
(2)E→F的反應(yīng)類(lèi)型是___,G的分子式為___。
(3)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為___。
(4)反應(yīng)B→C的化學(xué)方程式為___
(5)芳香族化合物W是G的同分異構(gòu)體,W能發(fā)生水解反應(yīng),核磁共振氫譜有4組峰,峰面積之比為9:3:2:2,寫(xiě)出一種符合要求的W的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:___.
(6)4一芐基苯酚()是一種藥物中間體,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)以苯甲醇和苯酚為原料制備4-芐基苯酚的合成路線:______(無(wú)機(jī)試劑任用)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】按要求填空:
(1)寫(xiě)出下列物質(zhì)的分子式:含6個(gè)碳原子的鏈狀單烯烴__________________________。
(2)在戊烷的各種同分異構(gòu)體中,一氯代物種類(lèi)最多的鍵線式是_________________。
(3)用系統(tǒng)命名法命名:______________
(4)某化合物的分子式為C5H11Cl,分析數(shù)據(jù)表明:分子中有兩個(gè)-CH3、兩個(gè)-CH2-、一個(gè)和一個(gè)-Cl。它的可能的結(jié)構(gòu)有______________種
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】合成氨工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要的意義。其原理為:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4KJ/mol,據(jù)此回答以下問(wèn)題:
(1)下列有關(guān)該反應(yīng)速率的敘述,正確的是(選填序號(hào))___________。
a.升高溫度可以增大活化分子百分?jǐn)?shù),加快反應(yīng)速率
b.增大壓強(qiáng)不能增大活化分子百分?jǐn)?shù),所以不可以加快反應(yīng)速率
c.使用催化劑可以使反應(yīng)物分子平均能量升高,加快反應(yīng)速率
d.在質(zhì)量一定的情況下,催化劑顆粒的表面積大小,對(duì)反應(yīng)速率有顯著影響
(2)根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律可知,對(duì)于該反應(yīng),溫度越高,其平衡常數(shù)的值越__________。
(3)某溫度下,若把10 mol N2與30 mol H2置于體積為10 L的密閉容器內(nèi),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),測(cè)得平衡混合氣體中氨的體積分?jǐn)?shù)為20%,則該溫度下反應(yīng)的K=___________________(可用分?jǐn)?shù)表示)。
(4)對(duì)于合成氨反應(yīng)而言,下列有關(guān)圖象一定正確的是(選填序號(hào))_____________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某興趣小組學(xué)生用如下圖所示裝置制取丙烯酸甲酯,步驟如下:
Ⅰ.取10.0 g丙烯酸(CH2=CHCOOH)和6.0 g甲醇、適量的濃硫酸放置于三頸燒瓶中,連接好冷凝管,用攪拌棒攪拌,水浴加熱。
Ⅱ.充分反應(yīng)后,冷卻,向混合液中加入5% Na2CO3溶液洗滌至中性。
Ⅲ.分液,取上層油狀液體,加入無(wú)水Na2SO4固體,過(guò)濾后蒸餾,收集70~90 ℃餾分。
(1) 冷凝管的作用是______
(2) 該實(shí)驗(yàn)中可能生成有機(jī)副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____(填一種即可)。
(3) 步驟Ⅱ中混合液用5% Na2CO3溶液洗滌的目的是_______。
(4) 步驟Ⅲ中加入無(wú)水Na2SO4固體的作用是______。
(5) 已知甲醇易揮發(fā)且有毒性,請(qǐng)寫(xiě)出1條在本實(shí)驗(yàn)中需要采取的安全防護(hù)措施_____。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列操作不能達(dá)到預(yù)期目的是( )
A.檢查裝置氣密性B. HCl的吸收
C.碳酸、苯酚酸性強(qiáng)弱比較D.除去氯氣中的氯化氫
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】CO、SO2是大氣污染氣體,利用化學(xué)反應(yīng)是治理污染的重要方法。
Ⅰ.甲醇可以補(bǔ)充和部分替代石油燃料,緩解能源緊張,利用CO可以合成甲醇:CO+2H2CH3OH(g)。一定條件下,在容積為VL的密閉容器中充入a mol CO與2a mol H2合成甲醇,平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。
(1)下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(填序號(hào))。
①v逆(CO)=2v正(H2)
②c(CO)=c(CH3OH)
③混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
④單位時(shí)間內(nèi)生成2n mol H2的同時(shí)生成n mol CH3OH
(2)該反應(yīng)在A點(diǎn)的平衡常數(shù)K_________(用a和V表示)。
(3)寫(xiě)出既能增大v(CO)又能提高CO轉(zhuǎn)化率的一項(xiàng)措施:________。
Ⅱ.某學(xué)習(xí)小組以SO2為原料,采用電化學(xué)方法制取硫酸。
(4)原電池原理:該小組設(shè)計(jì)的原理示意圖(如圖1所示),寫(xiě)出該電池正極的電極反應(yīng)式_______。
(5)電解原理:該小組用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后電解該溶液制得了硫酸(原理如圖2所示)。寫(xiě)出開(kāi)始電解時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式_______。
Ⅲ.硫代硫酸鈉(Na2S2O3)俗稱大蘇打,有著廣泛的用途。用SO2可制Na2S2O3。某小組同學(xué)制備、預(yù)測(cè)并探究硫代硫酸鈉的性質(zhì)(反應(yīng)均在溶液中進(jìn)行)。
預(yù)測(cè) | 實(shí)驗(yàn)操作 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | |
探究1 | Na2S2O3溶液呈堿性 | 把pH試紙放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取溶液滴在試紙上 | pH=8 |
探究2 | Na2S2O3具有還原性 | 向新制氯水中滴加Na2S2O3溶液 | 黃綠色顏色變淺,甚至褪去 |
(6)分析SO2能制備Na2S2O3的理論依據(jù)是_________。
(7)用離子方程式表示Na2S2O3溶液具有堿性的原因_________。
(8)探究2反應(yīng)的離子方程式為_________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列有關(guān)含氯物質(zhì)的說(shuō)法不正確的是
A.向新制氯水中加入少量碳酸鈣粉末能增強(qiáng)溶液的漂白能力
B.向NaClO溶液中通入少量的CO2的離子方程式:CO2+2ClO-+H2O=2HClO+CO32-(已知酸性:H2CO3>HClO>HCO3-)
C.向Na2CO3溶液中通入足量的Cl2的離子方程式:2Cl2+CO32-+H2O=CO2+2Cl-+2HClO
D.室溫下,向NaOH溶液中通入Cl2至溶液呈中性時(shí),相關(guān)粒子濃度滿足:c(Na+)=2c(ClO-)+c(HClO)
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