【題目】天然氣是一種重要的清潔能源和化工原料,其主要成分為甲烷。
(1)工業(yè)上可用煤制天然氣,生產(chǎn)過(guò)程中有多種途徑生成CH4。
寫出CO與H2反應(yīng)生成CH4和H2O的熱化學(xué)方程式____________
已知: CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-41kJ·mol-1
C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=-73kJ·mol-1
2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=-171kJ·mol-1
(2)天然氣中的H2S雜質(zhì)常用氨水吸收,產(chǎn)物為NH4HS。一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣,得到單質(zhì)硫并使吸收液再生,寫出再生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________ 。
(3)天然氣的一個(gè)重要用途是制取H2,其原理為:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。在密閉容器中通入物質(zhì)的量濃度均為0.1mol·L-1的CH4與CO2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng),測(cè)得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖1所示,則壓強(qiáng)P1_________P2(填“大于”或“小于”);壓強(qiáng)為P2時(shí),在Y點(diǎn):v(正)___________v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)以二氧化鈦表面覆蓋CuAl2O4為催化劑,可以將CH4和CO2直接轉(zhuǎn)化成乙酸。
①在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖2所示。250~300℃時(shí),溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________________。
②為了提高該反應(yīng)中CH4的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是________________。
【答案】CO (g)+3H2(g)CH4(g)+ H2O(g) ΔH=-203kJ·mol-12NH4HS+O2=2NH3·H2O+2S↓小于大于溫度超過(guò)250oC時(shí),催化劑的催化效率降低增大反應(yīng)壓強(qiáng)或增大CO2的濃度
【解析】
(1)①CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-41kJ·mol-1②C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=-73kJ·mol-1 ③2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=-171kJ·mol-1;根據(jù)蓋斯定律,②+③-①可得:CO與H2反應(yīng)生成CH4和H2O的熱化學(xué)方程式為CO (g) +3H2(g)CH4(g)+H2O(g) ΔH=-203kJ·mol-1;綜上所述,本題答案是:CO (g)+3H2(g)CH4(g)+ H2O(g) ΔH=-203kJ·mol-1 。
(2)一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣,NH4HS能夠與空氣中的氧氣反應(yīng)得到單質(zhì)硫從而使吸收液再生,其化學(xué)方程式為2NH4HS+O2=2NH3·H2O+2S↓;綜上所述,本題答案是:2NH4HS+O2=2NH3·H2O+2S↓。
(3)反應(yīng)CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)是一個(gè)熵增反應(yīng),增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)減小的逆向進(jìn)行,平衡轉(zhuǎn)化率減小;而同溫條件下,壓強(qiáng)P1時(shí)的轉(zhuǎn)化率大于壓強(qiáng)P2時(shí)的轉(zhuǎn)化率,因此壓強(qiáng)P1小于P2。壓強(qiáng)為P2時(shí),在Y點(diǎn),由于還未達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)一直向正向進(jìn)行著,因此v(正)大于v(逆);綜上所述,本題答案是:小于,大于。
(4)①250~300℃時(shí),溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是溫度超過(guò)250oC時(shí),催化劑的催化效率降低;因此本題答案是:溫度超過(guò)250oC時(shí),催化劑的催化效率降低。
②由于催化劑的催化效率在溫度超過(guò)250時(shí)會(huì)降低,因此為了提高CH4的轉(zhuǎn)化率,不能一味的升高溫度,而是在催化劑催化效率最大時(shí)的溫度條件下,采用增大反應(yīng)壓強(qiáng)或增大CO2的濃度的方式來(lái)提高CH4的轉(zhuǎn)化率;綜上所述,本題答案是:增大反應(yīng)壓強(qiáng)或增大CO2的濃度。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】現(xiàn)有硫酸鈉、硫酸鋁、硫酸鎂三種無(wú)色溶液,若用一種試劑將它們區(qū)別開來(lái),該試劑可以是
A.純水B.氫氧化鈉溶液C.硝酸銀溶液D.鹽酸
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【題目】有機(jī)物M在模擬酶用于可視化生物硫醇檢驗(yàn)中起到重要的作用,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下圖。有關(guān)M的說(shuō)法不正確的是
A. 分子式為C8H7NO2
B. 可發(fā)生取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)
C. 分子中所有碳原子都在同一平面上
D. 有機(jī)物N是M的同分異構(gòu)體
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】為除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、SO以及泥沙等雜質(zhì),某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種制備精鹽的實(shí)驗(yàn)方案,步驟如下:(用于沉淀的試劑稍過(guò)量)
稱取粗鹽濾液 精鹽
(1)第①步中,操作A是________,第⑤步中,操作B是________。
(2)第④步中,寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式(假設(shè)粗鹽溶液中Ca2+的主要存在形式為CaCl2)_______。
(3)若先用鹽酸調(diào)pH再過(guò)濾,將對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響,其原因是__________________。
(4)判斷BaCl2已過(guò)量的方法是___________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某溶液中可能含有Cl-、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+、Fe2+、Al3+、Na+。某同學(xué)為了確認(rèn)其成分,取部分試液,設(shè)計(jì)并完成了如下實(shí)驗(yàn):
下列說(shuō)法正確的是( )
A. 原溶液中c(Fe3+)=0.2 molL-1
B. 溶液中至少有4種離子存在,其中Cl-一定存在,且c(Cl-)≥0.2 mol·L-1
C. SO42-、NH4+、Na+、CO32-一定存在,Cl-可能存在
D. 要確定原溶液中是否含有Fe2+,其操作為:取少量原溶液于試管中,加入適量氯水,無(wú)現(xiàn)象,再加KSCN溶液,溶液成血紅色,則含有Fe2+
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在容積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)+ yB(g)zC(g),圖I表示200℃時(shí)容器中A、B、C物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化,圖Ⅱ表示不同溫度下平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)隨起始n(A):n(B)的變化關(guān)系;則下列結(jié)論正確的是
A. 圖II所知反應(yīng)xA(g)+yB(g) zC(g) △H<0,且a=2
B. 200℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為25
C. 200℃時(shí),反應(yīng)從開始到平衡的平均速率v(B)=0.04mol/(Lmin)
D. 當(dāng)外界條件由200℃降溫到100℃,平衡正向移動(dòng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】物質(zhì)在水中可能存在電離平衡、鹽的水解平衡和沉淀的溶解平衡,它們都可看作化學(xué)平衡。請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答:
(1)A為0.1 mol·L-1的(NH4)2SO4溶液,在該溶液中各種離子的濃度由大到小的順序?yàn)?/span>__________.
(2)B為0.1mol·L-1 NaHCO3溶液,請(qǐng)分析NaHCO3溶液顯堿性的原因__________.
(3)D為含有足量AgCl固體的飽和溶液,氯化銀在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),
在25 ℃時(shí),氯化銀的Ksp=1.8×10-10。現(xiàn)將足量氯化銀分別放入:
①100 mL 蒸餾水中; ②100 mL 0.2 mol·L-1 AgNO3溶液中;
③100 mL 0.1 mol·L-1氯化鋁溶液中; ④100 mL 0.1 mol·L-1鹽酸溶液中,
充分?jǐn)嚢韬?/span>,相同溫度下銀離子濃度由大到小的順序是________(填寫序號(hào));②中氯離子的濃度為______ mol·L-1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】紅礬鈉(Na2Cr2O7·2H2O)是重要的化工原料,工業(yè)上用鉻鐵礦(主要成分是FeO·Cr2O3)制備紅礬鈉的過(guò)程中會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):
4FeO(s)+4Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2(g) 8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2(g) ΔH<0
(1)如圖為上述反應(yīng)的濃度—時(shí)間圖像,由圖像判斷反應(yīng)進(jìn)行至t2時(shí)刻時(shí),改變的條件是_________________________,如圖為上述反應(yīng)的速率—時(shí)間圖像,表示上述反應(yīng)在t1時(shí)達(dá)到平衡, 在t2時(shí)因改變某個(gè)條件而使曲線發(fā)生變化。由圖判斷,t2時(shí)刻曲線變化的原因可能是________(填寫序號(hào))。
a.升高溫度 b.加催化劑
c.通入O2 d.縮小容器體積
(2)工業(yè)上可利用上述反應(yīng)的副產(chǎn)物CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。
①一定溫度下,在容積為1L的密閉容器中,充入2 mol CO2和4 mol H2,一段時(shí)間后達(dá)到平衡,測(cè)得CH3OH的物質(zhì)的量濃度為1mol/L,則該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為_________,某時(shí)刻測(cè)得CO2、H2、CH3OH和H2O的物質(zhì)的量分別為2mol,1mol,1mol,1mol,則這一時(shí)刻v(正)___________v(逆)
②在T1溫度時(shí),將1 mol CO2和3 mol H2充入一密閉容器中,充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,CO2轉(zhuǎn)化率為α,則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為_______________。
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