【題目】甲醇是重要的化工原料,又可稱為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇,發(fā)生的主反應(yīng)如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1〈0
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3〉0
回答下列問題:
(1)反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)K的表達式為 ;圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為 (填曲線標(biāo)記字母),其判斷理由是 。
(2)合成氣的組成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60時體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(a)與溫度和壓強的關(guān)系如圖2所示。a(CO)值隨溫度升高而 (填“增大”或“減小”),其原因是 。圖2中的壓強由大到小為_____,其判斷理由是_____。
(3)Bodensteins研究了下列反應(yīng):2HI(g)H2(g)+I2(g)
在716K時,氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時間t的關(guān)系如下表:
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 120 |
x(HI) | 1 | 0.91 | 0.85 | 0.815 | 0.795 | 0. 784 |
x(HI) | 0 | 0.60 | 0.73 | 0.773 | 0.780 | 0.784 |
上述反應(yīng)中,正反應(yīng)速率為v正= k正·x2(HI),逆反應(yīng)速率為v逆=k逆·x(H2)·x(I2),其中k正、k逆為速率常數(shù), 其中k正、k逆為速率常數(shù),則k逆為________(以K和k正表示)。若k正 = 0.0027min-1,在t=40min時,v正=__________。
【答案】(1);a;反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)應(yīng)隨溫度升高變;(2)減小;
升高溫度時,反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡向向左移動,使得體系中CO的量增大;反應(yīng)③為吸熱反應(yīng),平衡向右移動,又產(chǎn)生CO的量增大;總結(jié)果,隨溫度升高,使CO的轉(zhuǎn)化率降低;P3>P2>P1;相同溫度下,由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率;而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強影響,故增大壓強時,有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高
(3)k逆=K·k正;1.95×10-3
【解析】
試題分析:(1)化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,則根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式為可知該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式
;由于反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)應(yīng)隨溫度升高變小,所以圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為a;
(2)反應(yīng)①為放熱反應(yīng),升高溫度時,平衡向左移動,使得體系中CO的量增大;反應(yīng)③為吸熱反應(yīng),平衡向右移動,又產(chǎn)生CO的量增大;因此最終結(jié)果是隨溫度升高,使CO的轉(zhuǎn)化率降低;相同溫度下,由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率;而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強影響,故增大壓強時,有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高,所以圖2中的壓強由大到小為P3>P2>P1。
(3)平衡時v正=v逆,所以k正x2(HI) =k逆x(H2)x(I2),結(jié)合平衡常數(shù)表達式可知k逆=K·k正;v正=k正x2(HI)=0.0027min-1×(0.85)2=1.95×10-3。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。工業(yè)上以鐵硼礦為原料制備硼酸,鐵硼礦含有Mg、Fe、Ca、Al、B、O等多種元素,它的主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4。
(1)基態(tài)鐵原子的外圍電子層排布為_____________,該元素位于元素周期表中的第_____________族,在水溶液中常以Fe2+、Fe3+的形式存在,其中_____________更穩(wěn)定。
(2)以硼酸為原料可制得NaBH4,B原子的雜化方式為_____________。
(3)第ⅤA族元素的原子R與A原子結(jié)合形成RA3氣態(tài)分子,其立體結(jié)構(gòu)呈三角錐形。RCl5在氣態(tài)和液態(tài)時,分子結(jié)構(gòu)如圖所示,下列關(guān)于RCl5分子的說法中不正確的是( )
A.分子中5個R﹣Cl鍵鍵能不都相同
B.鍵角(Cl﹣R﹣Cl)有90°、120、180°幾種
C.RCl5受熱后會分解生成分子立體結(jié)構(gòu)呈三角錐形的RCl3
D.每個原子都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
(4)因為氯化鋁易升華,其雙聚物Al2Cl6結(jié)構(gòu)如圖1所示。1mol該分子中含__________個配位鍵,該分子________(填“是”或“否”)平面型分子。
(5)純疊氮酸(HN3)在常溫下是一種液體,沸點較高,為308.8 K,主要原因是_________。
(6)二硫化碳屬于_________(填“極性”或“非極性”)分子。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】NA表示阿伏加羅常數(shù)的值,下列有關(guān)敘述正確的個數(shù)為
①1mol苯乙烯中含有的碳碳雙鍵數(shù)為4NA
②4.2g乙烯和丙烯混合氣中含有的極性鍵數(shù)目為0.6NA
③標(biāo)況下,3.36LHF含有的電子數(shù)為1.5NA
④常溫下1L 0.5mol/L NH4Cl溶液與2L 0.25mol/L NH4Cl溶液所含NH4+的數(shù)目相同
⑤常溫下4.6gNO2和N2O4混合氣體中所含原子總數(shù)為0.3NA
⑥在KClO3+6HCl(濃)=KCl+3Cl2+3H2O反應(yīng)中,每生成1mol Cl2轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為2 NA
⑦1mol鐵粉在1mol氯氣中充分燃燒,失去的電子數(shù)為3NA
⑧高溫下,16.8g Fe與足量水蒸氣完全反應(yīng)失去0.8NA個電子.
A.3個 B.4個 C.5個 D.6個
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用均滴有酚酞試液和氯化鈉溶液的濾紙分別制作甲、乙兩個裝置。下列描述正確的是( )
A.濾紙上的陰離子都向碳棒遷移
B.a(chǎn)、d兩極的電極反應(yīng)式相同
C.b、d兩極附近的溶液都變紅
D.c、d兩極均有少量氣體產(chǎn)生
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】根據(jù)所學(xué)髙分子化合物知識回答下列問題。
(1)合成聚丙烯酸鈉的單體的結(jié)構(gòu)簡式是 ,反應(yīng)類型是
(2)合成滌綸有兩種單體,其中能和NaHCO3反應(yīng)的單體的結(jié)構(gòu)簡式是 ,其核磁共振氫譜的峰面積比是 。
(3)①合成酚醛樹脂需要兩種單體,寫出這兩種單體的結(jié)構(gòu)簡式 。
②和乙醛在酸性條件下也可以發(fā)生類似于制備酚醛樹脂的反應(yīng),此反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(4)以1,3—丙二醇與對苯二甲酸為原料在一定條件下合成聚酯的化學(xué)方程式為 。
(5)與NaOH溶液在一定條件下反應(yīng),該反應(yīng)化學(xué)方程式為______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】中國環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,顆粒物(PM2.5等)為霧霾過程中影響空氣質(zhì)量最顯著的污染物,其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此,對PM2.5、SO2、NOx等進行研究具有重要意義。請回答下列問題:
Ⅰ.改變煤的利用方式可減少環(huán)境污染,通?蓪⑺魵馔ㄟ^紅熱的碳得到水煤氣。
(1)煤氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,該反應(yīng)的離子方程式為
(已知:H2S:Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15;H2CO3:Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11)
(2)現(xiàn)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通人到體積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH,得到兩組數(shù)據(jù)
實驗組 | 溫度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達到平衡 所需時間/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
該反應(yīng)的H 0(填“<”或“>”);若在7500C時,另做一組實驗,在2L的恒容密閉容器中加入lmol CO,3mo1 H2O,2mo1 CO2,5mol H2,則此時正 逆(填“<”,“>”,“=”)。
(3)一定條件下,某密閉容器中已建立A(g)+B(g) C(g)+D(g)/span> △H>0的化學(xué)平衡,其時間速率圖像如圖,下列選項中對于t1時刻采取的可能操作及其平衡移動情況判斷正確的是
A.減小壓強,同時升高溫度,平衡正向移動
B.增加A(g)濃度,同時降低溫度,平衡不移動
C.保持容器溫度壓強不變通入稀有氣體,平衡不移動
Ⅱ.壓縮天然氣(CNG)汽車的優(yōu)點之一是利用催化技術(shù)將NOx轉(zhuǎn)變成無毒的CO2和N2。
①CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1<0
②CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) △H2<0
(4)收集某汽車尾氣經(jīng)測量NOx的含量為1.12%(體積分?jǐn)?shù)),若用甲烷將其完全轉(zhuǎn)化為無害氣體,處理1×104L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)該尾氣需要甲烷30g,則尾氣中V (NO)︰V (NO2)= 。
(5)在不同條件下,NO的分解產(chǎn)物不同。在高壓下,NO(即X)在40℃下分解生成兩種化合物(即Y、Z),體系中各組分物質(zhì)的量隨時間變化曲線如圖所示。寫出Y和Z的化學(xué)式:
(6) 某研究性學(xué)習(xí)小組,為研究光化學(xué)煙霧消長規(guī)律,在一煙霧實驗箱中,測得煙霧的主要成分為RH(烴)、NO、NO2、O3、PAN(CH3COOONO2),各種物質(zhì)的相對濃度隨時間的消失,記錄于右圖,根據(jù)圖中數(shù)據(jù),下列推論,最不合理的是
A.NO的消失的速率比RH快
B.NO生成NO2
C.RH及NO2可以生成PAN及O3
D.O3生成PAN
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【題目】(1)鋅錳干電池是一種一次電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍有碳粉,二氧化錳,氯化鋅和氯化銨等組成的填充物,該電池在放電過程產(chǎn)生MnOOH(難溶于水),回收處理該廢電池可以得到多種化工原料,有關(guān)數(shù)據(jù)下圖所示:
溶解度/(g/100g水)
溫度/℃ 化合物 | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
NH4Cl | 29.3 | 37.2 | 45.8 | 55.3 | 65.6 | 77.3 |
ZnCl2 | 343 | 395 | 452 | 488 | 541 | 614 |
化合物 | Zn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp近似值 | 10-17 | 10-17 | 10-39 |
回答下列問題:
①普通鋅錳電池放電時發(fā)生的主要反應(yīng)為:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH。該電池中,負極材料主要是________,正極發(fā)生的主要反應(yīng)式是 。
加堿調(diào)節(jié)溶液pH,使溶液中氫氧根離子濃度達到 mol/L,鐵剛好完全沉淀(離子濃度小于1×10-5mol/L時,即可認(rèn)為該離子沉淀完全)。繼續(xù)加堿調(diào)節(jié)pH為 ,鋅開始沉淀(假定Zn2+濃度為0.1mol/L)。
(2)在分析化學(xué)中常用Na2C2O4晶體(溶液無色)作為基準(zhǔn)物質(zhì)測定KMnO4溶液的濃度。在H2SO4溶液中,反應(yīng)如下:2MnO+5C2O+16H+2Mn2+(溶液無色)+10CO2↑+8H2O。
①若將W g Na2C2O4配成100 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液,移取20.00 mL置于錐形瓶中,則酸性KMnO4溶液應(yīng)裝在__________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。本次滴定 選擇指示劑(填“需要”、“不需要”)。判斷滴定達終點的現(xiàn)象是____ ___。
②若滴定管起始讀數(shù)和終點讀數(shù)如圖所示,則酸性KMnO4的物質(zhì)的量濃度為_ (填表達式)。
③若滴定完畢立即讀數(shù),測定的KMnO4溶液的濃度___(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。
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【題目】一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng):C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡時,體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示:
已知:氣體分壓P(分)=氣體總壓P(總)×體積分?jǐn)?shù)。下列說法正確的是( )
A.550℃時,若充入惰性氣體,v(正),v(逆)均減小,平衡不移動
B.650℃時,反應(yīng)達平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%
C.T℃時,若充入等體積的CO2和CO,平衡向逆反應(yīng)方向移動
D.925℃時,用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)KP=24.0P(總)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】手持技術(shù)的氧電化學(xué)傳感器可用于測定O2含量.下圖為某種氧電化學(xué)傳感器的原理示意圖,已知在測定O2含量過程中,電解質(zhì)溶液的質(zhì)量保持不變。一定時間內(nèi),若通過傳感器的待測氣體為a L(標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)狀況),某電極增重了bg。下列說法正確的是
A. Pt上發(fā)生氧化反應(yīng) B. Pb上的電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2↑+2H2O
C. 反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移OH-的物質(zhì)的量為0.25bmol D. 待測氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為0.7b/a
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