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【題目】合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣,可用于合成二甲醚等清潔燃料。從天然氣獲得合成氣過程中可能發(fā)生的反應有:
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=206.1 kJ·mol-1
②CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH2=247.3 kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3
請回答下列問題:
(1)在一密閉容器中進行反應①,測得CH4的物質(zhì)的量濃度隨反應時間的變化如圖1所示。反應進行的前5 min內(nèi),v(H2)= ;10 min時,改變的外界條件可能是 。
(2)如圖2所示,在甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4和CO2,使甲、乙兩容器初始容積相等。在相同溫度下發(fā)生反應②,并維持反應過程中溫度不變。
①可以判斷甲容器中反應已達平衡狀態(tài)的是 。
a.生成CH4的速率是生成CO的速率的2倍
b.容器內(nèi)壓強保持不變
c.容器內(nèi)氣體的密度保持不變
d.容器內(nèi)各氣體的濃度保持不變
②甲乙兩容器中反應達到平衡時,下列說法正確的是 。
a.化學反應速率:v (甲)>v (乙)
b.甲烷的轉(zhuǎn)化率:α(甲)<α(乙)
c.壓強:P(甲)= P (乙)
(3)反應③中ΔH3= kJ·mol-1。800 ℃時,反應③的化學平衡常數(shù)K=1.0,某時刻測得該溫度下的密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量見下表:
CO | H2O | CO2 | H2 |
0.5 mol | 8.5 mol | 2.0 mol | 2.0 mol |
此時反應③中正、逆反應速率的關系是 (填代號)。
a.v(正)>v(逆) b.v(正)<v(逆) c.v(正)=v(逆) d.無法判斷
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【題目】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,主要反應如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-99kJ·mol-1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-58 kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H
(1)反應①的化學平衡常數(shù)K的表達式為 ;圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關系的曲線是 ;反應③的△H= kJ·mol-1。
(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α(CO)與溫度和壓強的關系如圖2所示。圖中的壓強p1、p2、p3由大到小的順序為 ;α(CO)隨溫度升高而減小,其原因是 。
(3)為安全起見,工業(yè)生產(chǎn)中需對空氣中的CO進行檢測。
①粉紅色的PdCl2溶液可以檢測空氣中少量的CO。若空氣中含CO,則溶液中會產(chǎn)生黑色的Pd沉淀,每生成5.3gPd沉淀,反應中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為 。
②使用電化學CO氣體傳感器定量檢測空氣中CO含量,其模型如圖所示。這種傳感器利用了原電池原理,則該電池的負極反應式為 。
(4)CO與Fe在一定條件下可形成五羰基鐵[Fe(CO)5],該化合物易吸收H2生成氫化羰基鐵。氫化羰基鐵為二元弱酸,可與NaOH反應生成四羰基鐵酸二鈉。五羰基鐵吸收H2的化學方程式為 。
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【題目】NH3是一種重要的化工原料,也是造成水體富營養(yǎng)化及氮氧化物污染的重要因素之一。
(1)N2和H2以物質(zhì)的量之比為1∶3在不同溫度和壓強下發(fā)生反應:N2+3H22NH3,測得平衡體系中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)如圖1。
①為提高原料氣的轉(zhuǎn)化率,工業(yè)上采取的合理措施有 (填字母)。
a. 采用常溫條件
b. 使用適當?shù)拇呋瘎?/span>
c. 將原料氣加壓
d. 將氨液化并不斷移出
②圖1中所示的平衡體系中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)為0.549和0.488時,該反應的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1 K2。(填“>”“<”或“=”)
(2)氨氮是造成水體富營養(yǎng)化的重要因素之一,用次氯酸鈉水解生成的次氯酸將水中的氨氮(用NH3表示)轉(zhuǎn)化為氮氣除去,涉及的相關反應如下:
反應①:NH3+HClO===NH2Cl+H2O
反應②:NH2Cl+HClO===NHCl2+H2O
反應③:2NHCl2+H2O===N2+HClO+3HCl
已知在水溶液中NH2Cl較穩(wěn)定,NHCl2不穩(wěn)定易轉(zhuǎn)化為氮氣。在其他條件一定的情況下,改變(即NaClO溶液的投入量),溶液中次氯酸鈉對氨氮去除率及余氯量 (溶液中+1價氯元素的含量)的影響如圖2所示。
①反應中氨氮去除效果最佳的n(NaClO)/n(NH3)值約為 。
②a點之前氨氮去除率較低的原因為 。
(3)電解硝酸工業(yè)的尾氣NO可制備NH4NO3,其工作原理如圖3。
①電解過程(虛線內(nèi))發(fā)生反應的離子方程式為 。
②將電解生成的HNO3全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,則通入的NH3與實際參加反應的NO的物質(zhì)的量之比至少為 。
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【題目】下表是元素周期表中部分元素,請回答下列問題:
IA | IIA | ⅢA | ⅣA | VA | ⅥA | ⅦA | 0 | |
1 | H | He | ||||||
2 | Li | C | N | O | F | |||
3 | Na | Al | Si | S | Cl |
(1)上表所列元素中,屬于金屬元素的有_____種,金屬性最強的元素與氧反應生成的化合物有Na2O和________(填化學式)。
(2)上表所列元素中,化學性質(zhì)最不活潑的是_____,非金屬性最強的元素形成的單質(zhì)的電子式為__________。
(3)N、C、Si三種元素的氣態(tài)氫化物中,最穩(wěn)定的是______(化學式)。
(4)上表所列的第三周期的元素中,原子半徑最小的是_______。
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【題目】數(shù)十年來,化學工作者對碳的氧化物做了廣泛深入的研究并取得了一些重要成果。在高溫高壓下CO具有極高的化學活性,能與多種單質(zhì)或化合物反應。
(1)工業(yè)上常采用水蒸氣噴到灼熱的炭層上實現(xiàn)煤的氣化(制得CO、H2),該反應的化學方程式是 。
(2)上述煤氣化過程中需向炭層交替噴入空氣和水蒸氣,噴入空氣的目的是 ;反應生成的氣體在加熱、催化劑作用條件下可合成液體燃料甲醇,該反應的化學方程式為 。
(3)一定條件下,CO與H2可合成甲烷,反應方程式為:CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O (g)該條件下,該反應能夠自發(fā)進行的原因是 。
(4)CO—空氣燃料電池中使用的電解質(zhì)是攙雜了Y2O3的ZrO2晶體,它在高溫下能傳導O2-。該電池正極的電極反應式為 。
(5)工業(yè)上可通過甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,反應方程式為:
CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g) ΔH =-29.1 kJ·mol-1
科研人員對該反應進行了研究,部分研究結果如下:
①根據(jù)反應體系的壓強對甲醇轉(zhuǎn)化率的影響并綜合考慮生產(chǎn)成本因素,工業(yè)制取甲酸甲酯應選擇的壓強為 。
a.3.5×106Pa b.4.0×106Pa c.5.0×106Pa
②實際工業(yè)生產(chǎn)中采用的溫度是 ,其理由是 。
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【題目】將過量的氨水加到硫酸銅溶液中,溶液最終變成深藍色,繼續(xù)加入乙醇,析出晶體Cu(NH3)4SO4·H2O。
(1)Cu2+基態(tài)核外電子排布式為 ;的空間構型為 。(用文字描述)
(2)乙醇分子中氧原子軌道雜化類型為 。與NH3互為等電子體的一種陽離子為 (填化學式)。
(3)1mol[Cu(NH3)4]2+中σ鍵的數(shù)目為 。
(4)某含有結晶水的銅的氯化物的晶胞結構如圖所示,該化合物的化學式是 。
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【題目】核中中子數(shù)為N的R2﹣,質(zhì)量數(shù)為A,則該離子的核外電子數(shù)為( )
A. A﹣N﹣2 B. A﹣N+2 C. A+N﹣2 D. A+N+2
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【題目】下列各組離子,能在水溶液中大量共存的是( )
A.Na+、Ba2+、SO42﹣、Cl﹣
B.Mg2+、K+、Cl﹣、NO3﹣
C.H+、K+、CO32﹣、NO3﹣
D.Ag+、Ca2+、Cl﹣、HCO3﹣
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【題目】某化學小組用右圖所示裝置驗證鹵素單質(zhì)氧化性的相對強弱。下列說法不正確的是( )
A.E處棉花球變成黃色,說明Cl2的氧化性比Br2強
B.F處棉花球變成藍色,說明Br2的氧化性比I2強
C.E處發(fā)生反應的離子方程式為:Cl2+ 2Br-=2Cl-+ Br2
D.G裝置中NaOH溶液與Cl2反應的離子方程式為:2OH- + Cl2 = ClO-+ Cl-+ H2O
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