題目列表(包括答案和解析)
除去水蒸氣后的水煤氣主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4,繼續(xù)除去H2S后,可采用催化或非催化轉(zhuǎn)化技術(shù),將CH4轉(zhuǎn)化成CO,得到CO、CO2和H2的混合氣體,是理想的合成甲醇原料氣.
(1)制水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),此反應(yīng)是吸熱反應(yīng).
①此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為_(kāi)_______;
②下列能增大碳的轉(zhuǎn)化率的措施是________;
A.加入C(s)
B.加入H2O(g)
C.升高溫度
D.增大壓強(qiáng)
(2)將CH4轉(zhuǎn)化成CO,工業(yè)上常采用催化轉(zhuǎn)化技術(shù),其反應(yīng)原理為:
CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(g);ΔH=-519 kJ/mol.工業(yè)上要選擇合適的催化劑,分別對(duì)X、Y、Z三種催化劑進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(其他條件相同)
①X在750℃時(shí)催化效率最高,能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍;
②Y在600℃時(shí)催化效率最高,能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍;
③Z在440℃時(shí)催化效率最高,能使逆反應(yīng)速率加快約1×106倍;
根據(jù)上述信息,你認(rèn)為在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇的適宜催化劑是________(填“X”或“Y”或“Z”),選擇的理由是________;
(3)請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖中,畫出上述反應(yīng)在有催化劑與無(wú)催化劑兩種情況下反應(yīng)過(guò)程中體系能量變化示意圖,并進(jìn)行必要標(biāo)注.
(4)合成氣合成甲醇的主要反應(yīng)是:
2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);ΔH=-90.8 kJ·mol-1,T℃下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為160.此溫度下,在密閉容器中開(kāi)始只加入CO、H2,反應(yīng)10 min后測(cè)得各組分的濃度如下:
①該時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率v(H2)=________mol·L-1·min-1.
②比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大。簐正________v逆(填“>”、“<”或“=”)
(5)生產(chǎn)過(guò)程中,合成氣要進(jìn)行循環(huán),其目的是________.
物質(zhì) | CH4 | CO2 | CO | H2 |
體積分?jǐn)?shù) | 0.1 | 0.1 | 0.4 | 0.4 |
(12分)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多,某課外興趣小組用實(shí)驗(yàn)的方法通過(guò)圖1所示裝置研究反應(yīng)速率的有關(guān)問(wèn)題。
(1)取一段鎂條,用砂紙擦去表面的氧化膜,使鎂條浸入錐形瓶?jī)?nèi)的稀鹽酸中。足量鎂條與一定量鹽酸反應(yīng)生成H2的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系曲線如圖2所示。
①請(qǐng)?jiān)趫D3 的方框中畫出上述反應(yīng)的速率(mL/min)與時(shí)間(min)的關(guān)系曲線。
②在前4min內(nèi),鎂條與鹽酸的反應(yīng)速率逐漸加快,在4min之后,反應(yīng)速率逐漸減慢,請(qǐng)簡(jiǎn)述其原因: 。
(2)某同學(xué)發(fā)現(xiàn),純度、質(zhì)量、表面積都相同的兩鋁片與H+濃度相同的鹽酸和硫酸在同溫同壓下反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生氫氣的速率差別很大,鋁和鹽酸反應(yīng)速率更快。他決定對(duì)其原因進(jìn)行探究。填寫下列空白:
①該同學(xué)認(rèn)為:由于預(yù)先控制了反應(yīng)的其他條件,那么,兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)反應(yīng)的速率不一樣的原因,只有以下五種可能:
原因Ⅰ:Cl-對(duì)反應(yīng)具有促進(jìn)作用,而SO42-對(duì)反應(yīng)沒(méi)有影響;
原因Ⅱ:_______________________________________________________;
原因Ⅲ:Cl-對(duì)反應(yīng)具有促進(jìn)作用,而SO42-對(duì)反應(yīng)具有阻礙作用;
原因Ⅳ:Cl-、SO42-均對(duì)反應(yīng)具有促進(jìn)作用,但Cl-影響更大;
原因Ⅴ:________________________________________________________。
②該同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn),即得出了正確結(jié)論。他取了兩片等質(zhì)量、外形和組成相同、表面經(jīng)過(guò)砂紙充分打磨的鋁片,分別放入到盛有同體積、c(H+)相同的稀硫酸和鹽酸的試管(兩試管的規(guī)格相同)中:
a.在盛有硫酸的試管中加入少量NaCl或KCl固體 ,觀察反應(yīng)速率是否變化;
b.在盛有鹽酸的試管中加入少量Na2SO4或K2SO4固體,觀察反應(yīng)速率是否變化。
若觀察到實(shí)驗(yàn)a中___________________,實(shí)驗(yàn)b中__________________________,則說(shuō)明原因Ⅲ是正確的。依次類推。該同學(xué)通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出了結(jié)論:Cl-對(duì)反應(yīng)具有加速作用。
(14分)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多,某課外興趣小組用實(shí)驗(yàn)的方法通過(guò)圖1所示裝置研究反應(yīng)速率的有關(guān)問(wèn)題。
圖1 圖2
(1)取一段鎂條,用砂紙擦去表面的氧化膜,使鎂條浸入錐形瓶?jī)?nèi)足量的稀鹽酸中。足量鎂條與一定量鹽酸反應(yīng)生成H2的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系曲線如圖2所示。
①請(qǐng)?jiān)谙聢D的方框中畫出上述反應(yīng)的速率與時(shí)間的關(guān)系曲線。(請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)明相應(yīng)的數(shù)值)
(12分)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多,某課外興趣小組用實(shí)驗(yàn)的方法通過(guò)圖1所示裝置研究反應(yīng)速率的有關(guān)問(wèn)題。
(1)取一段鎂條,用砂紙擦去表面的氧化膜,使鎂條浸入錐形瓶?jī)?nèi)的稀鹽酸中。足量鎂條與一定量鹽酸反應(yīng)生成H2的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系曲線如圖2所示。
①請(qǐng)?jiān)趫D3 的方框中畫出上述反應(yīng)的速率(mL/min)與時(shí)間(min)的關(guān)系曲線。
②在前4min內(nèi),鎂條與鹽酸的反應(yīng)速率逐漸加快,在4min之后,反應(yīng)速率逐漸減慢,請(qǐng)簡(jiǎn)述其原因: 。
(2)某同學(xué)發(fā)現(xiàn),純度、質(zhì)量、表面積都相同的兩鋁片與H+濃度相同的鹽酸和硫酸在同溫同壓下反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生氫氣的速率差別很大,鋁和鹽酸反應(yīng)速率更快。他決定對(duì)其原因進(jìn)行探究。填寫下列空白:
①該同學(xué)認(rèn)為:由于預(yù)先控制了反應(yīng)的其他條件,那么,兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)反應(yīng)的速率不一樣的原因,只有以下五種可能:
原因Ⅰ:Cl-對(duì)反應(yīng)具有促進(jìn)作用,而SO42-對(duì)反應(yīng)沒(méi)有影響;
原因Ⅱ:_______________________________________________________;
原因Ⅲ:Cl-對(duì)反應(yīng)具有促進(jìn)作用,而SO42-對(duì)反應(yīng)具有阻礙作用;
原因Ⅳ:Cl-、SO42-均對(duì)反應(yīng)具有促進(jìn)作用,但Cl-影響更大;
原因Ⅴ:________________________________________________________。
②該同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn),即得出了正確結(jié)論。他取了兩片等質(zhì)量、外形和組成相同、表面經(jīng)過(guò)砂紙充分打磨的鋁片,分別放入到盛有同體積、c(H+)相同的稀硫酸和鹽酸的試管(兩試管的規(guī)格相同)中:
a.在盛有硫酸的試管中加入少量NaCl或KCl固體,觀察反應(yīng)速率是否變化;
b.在盛有鹽酸的試管中加入少量Na2SO4或K2SO4固體,觀察反應(yīng)速率是否變化。
若觀察到實(shí)驗(yàn)a中___________________,實(shí)驗(yàn)b中__________________________,則說(shuō)明原因Ⅲ是正確的。依次類推。該同學(xué)通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出了結(jié)論:Cl-對(duì)反應(yīng)具有加速作用。
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