【題目】煤的主要組成元素是碳、氫、氧、硫、氮,燃煤產(chǎn)生CxHy、SO2等大氣污染物,煤的氣化是高效、清潔利用煤炭的重要途徑之一。回答下列問題:
(1)利用煤的氣化獲得的水煤氣( 主要成分為CO、CO2和H2 )在催化劑作用下可以合成綠色燃料甲醇。
已知: H2O(1) = H2O(g) ΔH1= +44 .0kJ/mol
CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(l) ΔH2=-3.0kJ/mol
CO2(g)+3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=-58.7 kJ/mol
寫出由CO與H2制備CH3OH 氣體的熱化學(xué)方程式____________。
(2)甲醇和CO2可直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3簡稱DMC) ;
2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH4<0
①該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=__________
②在恒溫恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填編號)。
A.V正(CH3OH)= 2V逆(H2O)
B.容器內(nèi)氣體的密度不變
C.容器內(nèi)壓強(qiáng)不變
D.CH3OH與CO2的物質(zhì)的量之比保持不變
(3)利用甲醇可制成微生物燃料電池(利用微生物將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置)。某微生物燃料電池裝置如圖所示:
A極是_____極(填“正”或“負(fù)”),其電極反應(yīng)式是_______。該電池不能在高溫下工作的理由是________。
(4)一定條件下,在體積為5 L的密閉容器中,一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)根據(jù)題意完成下列各題:
①在500℃,從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=________________
②在其他條件不變的情況下,對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2,下列有關(guān)該體系的說法正確的是_____
A.氫氣的濃度減少
b.正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率也加快
c. 甲醇的物質(zhì)的量增加
d. 重新平衡時n(H2)/n(CH3OH)增大
【答案】CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-99.7kJ·mol-1AC負(fù)極CH3OH-6e- +H2O=6H++CO2高溫能使微生物蛋白質(zhì)凝固變性2nB/5tBmol·(L·min)-1b c
【解析】
(1)①CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) ΔH 1 = 58.7 kJ·mol-1,②CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g)ΔH2 = + 41.0 kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,將①-②得:CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g)△H =( 58.7 kJ·mol-1)-(+ 41.0 kJ·mol-1)= 99.7 kJ·mol-1;(2)根據(jù)2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) △H4<0,①其平衡常數(shù)表達(dá)式為K=;②根據(jù)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù),A、當(dāng)v正(CH3OH)= 2v逆(H2O)時,反應(yīng)已達(dá)平衡;B、由于容器體積不變,氣體質(zhì)量守恒,所以氣體密度始終都不變,當(dāng)容器內(nèi)氣體密度不變時不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡;C、由于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不等,由壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,當(dāng)壓強(qiáng)不變時,說明反應(yīng)已達(dá)平衡;D、CH3OH與CO2的物質(zhì)的量之比取決于起始時加入量之比,若加入量與系數(shù)比相等,則任何時候CH3OH與CO2的物質(zhì)的量之比都不變,所以CH3OH與CO2的物質(zhì)的量之比保持不變時不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡。答案選AC;(3)由電池裝置圖可知,該電池是甲醇燃料電池,由于使用了質(zhì)子交換膜,所以電解質(zhì)是酸性的,通入還原劑甲醇的電極A是負(fù)極,其電極反應(yīng)式是CH3OH-6e- +H2O=6H++CO2;高溫能使微生物蛋白質(zhì)凝固變性,故該電池不能在高溫下工作;(4)①由圖象可知,在500℃時,時間達(dá)到tB時,甲醇的物質(zhì)的量為nB,所以甲醇的反應(yīng)速率υ(CH3OH)= mol·(L·min)-1,故氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)= mol·(L·min)-1;②在其他條件不變的情況下,將處于E點的體系的體積壓縮到原來的,容器的體積減小,則壓強(qiáng)增大,正逆反應(yīng)速率都增大,平衡向正向移動,甲醇的物質(zhì)的量增多,氫氣的物質(zhì)的量減小,但由于體積減小,平衡時氫氣的濃度反而增大,所以答案選b、c。
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【題目】向恒溫恒壓容器中充入2 mol NO、1 mol O2,發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)。下列情況不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是( )
A. 容器體積不再改變 B. 混合氣體的顏色不再改變
C. 混合氣體的密度不再改變 D. NO與O2的物質(zhì)的量的比值不再改變
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【題目】下表為元素周期表中的一部分,列出10種元素在周期表中的位置。用化學(xué)符號回答下列各題。
主族 周期 | ||||||||
2 | ⑥ | ⑦ | ||||||
3 | ① | ③ | ⑤ | ⑧ | ⑩ | |||
4 | ② | ④ | ⑨ |
(1)10種元素中,化學(xué)性質(zhì)最不活潑的是______(元素符號)。
(2)①③⑤三種元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物中,堿性最強(qiáng)的是____(寫堿的化學(xué)式)。
(3)②③④三種元素形成的離子中,離子半徑由大到小的順序是________(用離子符號表示)。
()元素⑦的氫化物的化學(xué)式為____;該氫化物常溫下和②單質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式是________;若該氫化物和元素⑧的單質(zhì)反應(yīng),則化學(xué)方程式為___________。
(5)⑧的最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式為__;①和⑧兩元素形成化合物的電子式為___,該化合物灼燒時火焰顏色為____;①和⑨兩元素形成化合物的溶液與元素⑧的單質(zhì)反應(yīng)的離子方程式為_____。
(6)⑤的最高價氧化物屬于____氧化物(填“堿性”.“酸性”或“兩性”),①和⑤元素最高價氧化物對應(yīng)水化物相互反應(yīng)的離子方程式為__________。
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【題目】室溫下向10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中加入 0.1 mol·L-1的一元酸HA,溶液pH的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
A. a點所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
B. a、b兩點所示溶液中水的電離程度:a > b,且a點所示溶液中由水電離出的c(OH-)=10-8.7mol/L
C. pH=7時溶液中c(HA)>c(Na+)=c(A-)> c(H+)=c(OH-)
D. b點所示溶液中c(A-)>c(HA)
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【題目】鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過,下列有關(guān)敘述正確的是
A. 銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
B. 電池工作一段時間后,甲池的c(SO42-)減小
C. 電池工作一段時間后,乙池溶液的總質(zhì)量增加
D. 陰陽離子離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動,保持溶液中電荷平衡
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【題目】A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(反應(yīng)條件和部分產(chǎn)物未標(biāo)出)。
(1)若A為短周期金屬單質(zhì),D為短周期非金屬單質(zhì),且所含元素的原子序數(shù)A是D的2倍,所含元素的原子最外層電子數(shù)D是A的2倍,F的濃溶液與A、D反應(yīng)都有紅棕色氣體生成,則A的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________,反應(yīng)④的化學(xué)方程式為____________________________________________________。
(2)若A是常見的變價金屬的單質(zhì),D、F是氣態(tài)單質(zhì),且反應(yīng)①在水溶液中進(jìn)行。反應(yīng)②也在水溶液中進(jìn)行,其離子方程式是_____________________________________ ,已知光照條件下D與F反應(yīng)生成B,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________________________________
(3)若A、D、F都是短周期非金屬元素單質(zhì),且A、D所含元素同主族,A、F所含元素同周期,則反應(yīng)①的化學(xué)方程式為_____________________________________________。
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【題目】一定溫度下,某容器中加入足量的碳酸鈣,發(fā)生反應(yīng)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),達(dá)到平衡,下列說法正確的是
A. 將體積縮小為原來的一半,當(dāng)體系再次達(dá)到平衡時,CO2的濃度不變
B. 將體積增大為原來的2倍,再次達(dá)到平衡時,氣體的密度變大
C. 因CaCO3(s)需加熱條件才分解生成CaO(s)和CO2(g),所以是△H<0
D. 保持容器壓強(qiáng)不變,充入He,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行
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【題目】0.1 mol CaCl2固體中含有
A.0.1 mol Cl2B.1.204×1024個ClC.0.1 mol Ca2+D.3.01×1023個Ca2+
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【題目】在25℃時,密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表,建立平衡需要的時間為20 s,則下列說法不正確的是
物質(zhì) | X | Y | Z |
初始濃度/(mol·L-1) | 0.2 | 0.1 | 0.1 |
平衡濃度/(mol·L-1) | 0.05 | 0.05 | 0.2 |
A. 反應(yīng)可表示為3X+Y2Z
B. 建立平衡過程中,用Z表示的反應(yīng)速率為v(Z)=0.005 mol·L-1·s-1
C. 增大壓強(qiáng)使平衡向生成Z的方向移動,平衡常數(shù)增大
D. 若初始濃度:X為0.2 mol·L-1,Y為0.2 mol·L-1,Z為0.8mol·L-1,則平衡向右移動
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