甲醇是结构最为简单的饱和一元醇,又称“木醇”或“木精”。甲醇是一碳化学基础的原料和优质的燃料,主要应用于精细化工、塑料、能源等领域。已知甲醇制备的有关化学反应如下:
反应①:
反应②:
反应③:
(1)若500℃时三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3,已知500℃时K1、K2的值分别为2.5、1.0,并测得该温度下反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol/L)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时__________ (填“>”、“=”或“<”)
(2)在3L容积可变的密闭容器中发生反应②,c(CO)随反应时间t变化如图中曲线Ⅰ所示。若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线III。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是____________ 。当通过改变压强使曲线Ⅰ变为曲线III时,曲线III达到平衡时容器的体积为___________ 。
(3)在另一温度下按反应③合成甲醇的反应,如图关闭K,向A容器中充入1molCO2和4molH2,向B容器中充入1.2molCO2和4.8molH2,两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL,反应达到平衡时容器B的体积为0.9aL,维持其他条件不变,若打开K一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为__________ L(不考虑温度的变化,P为可自由滑动活塞,不考虑活塞的摩擦力)。
反应①:
反应②:
反应③:
(1)若500℃时三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3,已知500℃时K1、K2的值分别为2.5、1.0,并测得该温度下反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol/L)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时
(2)在3L容积可变的密闭容器中发生反应②,c(CO)随反应时间t变化如图中曲线Ⅰ所示。若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线III。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是
(3)在另一温度下按反应③合成甲醇的反应,如图关闭K,向A容器中充入1molCO2和4molH2,向B容器中充入1.2molCO2和4.8molH2,两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL,反应达到平衡时容器B的体积为0.9aL,维持其他条件不变,若打开K一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为
更新时间:2020-08-21 15:28:24
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【推荐1】有效利用二氧化碳对实现“碳中和”意义重大。
(1)现代工业技术可从空气或工业尾气中捕获,可作为捕获剂的有_______ 。
a.溶液 b.氨水 c.溶液
(2)科研人员利用催化剂,将与合成,主要反应的热化学方程式如下。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:_______ 。
(3)使用惰性电极电解制取甲醇的反应装置如图所示:电极a接电源_______ 极(填“正”或“负”):生成甲醇的电极反应式为_______ 。
(4)可催化加氢生成,其过程为:向溶液中通入转化为,一定条件下再通入可反应生成,进一步生产。产率曲线见图。当温度高于时,的产率下降,可能的原因是_______ 。
(5)中国科学院于2021年首次实现到淀粉的合成。部分反应历程见图所示,该历程可描述为_______ 。
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【推荐2】科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3,反应的化学方程式如下:N2(g)+ 3H2O(l)⇌2NH3(g)+ O2(g)。回答下列问题:
(1)进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105 Pa、反应时间3 h),则该反应的正反应为______ 反应(填“吸热”或“放热”)
(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:______ 。
(3)合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。部分物质的燃烧热数据如下:
H2(g) :△H =-285.8 kJ・mol-1;
CO(g) :△H =-283.0 kJ・mol-1;
CH4(g) :△H =-890.3 kJ・mol-1。
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式______ 。
(4)有人设想寻求适合的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl—NH4Cl为电解质溶液制成新型燃料电池,请写出该电极的正极反应式______
(5)生成的NH3可用于制铵态氮肥,如(NH4)2SO4、NH4Cl,这些肥料显______ 性,原因是(用离子方程式表示)______ ,使用时避免与______ 物质合施。
(1)进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105 Pa、反应时间3 h),则该反应的正反应为
T/K | 303 | 313 | 323 |
NH3生成量/(10-6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:
(3)合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。部分物质的燃烧热数据如下:
H2(g) :△H =-285.8 kJ・mol-1;
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已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式
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【推荐3】常用小轿车(燃油汽车)中的动力和能量与化学反应息息相关。
(1)用C8H18代表汽油分子,写出汽油完全燃烧的化学方程式_____ 。
(2)关于汽油在气缸中燃烧反应的叙述正确的是_____
A.汽油具有的总能量高于生成物二氧化碳和水具有的总能量
B.汽油燃烧过程中,化学能转化为热能
C.断裂汽油和氧气分子中化学键吸收的能量小于生成碳氧化物和水中化学键放出的能量
D.汽车尾气中含NO的原因是汽油中含有氮元素,燃烧后生成NO
(3)汽车中的电瓶为铅酸电池,Pb+PbO2 +2H2SO4 PbSO4+2H2O,已知PbSO4难溶于水,下列说法正确的是_____
A. 放电时,负极的电极反应式为:Pb-2e-=Pb2+
B.放电时,正极得电子的物质是PbO2
C.放电时,理论上每消耗20.7g铅,外电路中转移的电子为0.4mol
D.充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
(4)研究氢氧燃料电池中,H2所在的电极为_____ 极(填“正”或“负”),电极反应式为_______ 。
(1)用C8H18代表汽油分子,写出汽油完全燃烧的化学方程式
(2)关于汽油在气缸中燃烧反应的叙述正确的是
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(3)汽车中的电瓶为铅酸电池,Pb+PbO2 +2H2SO4 PbSO4+2H2O,已知PbSO4难溶于水,下列说法正确的是
A. 放电时,负极的电极反应式为:Pb-2e-=Pb2+
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C.放电时,理论上每消耗20.7g铅,外电路中转移的电子为0.4mol
D.充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
(4)研究氢氧燃料电池中,H2所在的电极为
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【推荐1】密闭容器中mA(g)+nB(g) pC(g),反应达到平衡,经测定增大压强P时,A的转化率随P而变化的曲线如下图。则:
(1)增大压强,A的转化率___________ 平衡向___________ 移动,达到平衡后,混合物中C的浓度___________ 。
(2)上述化学方程式中的系数m、n、p的正确关系是___________ ,
(3)当降低温度时,C的浓度减小,正反应是___________ 热反应。
(1)增大压强,A的转化率
(2)上述化学方程式中的系数m、n、p的正确关系是
(3)当降低温度时,C的浓度减小,正反应是
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【推荐2】在水溶液中橙色的与黄色的有下列平衡关系:+H2O2+2H+把重铬酸钾K2Cr2O7溶于水配成的稀溶液是橙色的.
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈______ 色
(2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入过量稀硫酸,则溶液呈______ 色
(3)向原溶液中逐渐加入足量硝酸钡溶液已知BaCrO4为黄色沉淀,则平衡______ 填“向左移动”或“向右移动”,溶液颜色将______ .
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈
(2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入过量稀硫酸,则溶液呈
(3)向原溶液中逐渐加入足量硝酸钡溶液已知BaCrO4为黄色沉淀,则平衡
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【推荐3】氯气及氯的化合物有着广泛的应用
(1)已知可逆反应Cl2+H2OHCl+HClO,向氯水中加入NaHCO3固体后,溶液中HClO的浓度____ (填增大、减小、不变),原因是:______________________________ 。
(2)我国卫生部已明确提出:逐步用二氧化氯替代氯气进行饮用水的消毒。
①用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子(ClO2-)。卫生部规定,饮用水中ClO2-的含量应不超过0.2mg·L-1。当pH≤2.0时, ClO2-能被I-还原成Cl-。请写出反应的离子方程式____________________ 。
②用ClO2处理过的自来水中会残留ClO2 ,可用FeCl2将ClO2还原为Cl-,该反应的氧化产物是_______ (填化学式)。现用V L(已换算为标准状况)ClO2处理一定量自来水,再加入a mol FeCl2可将残留的ClO2恰好除去。则该自来水中残留ClO2的物质的量为_____ mol。
(1)已知可逆反应Cl2+H2OHCl+HClO,向氯水中加入NaHCO3固体后,溶液中HClO的浓度
(2)我国卫生部已明确提出:逐步用二氧化氯替代氯气进行饮用水的消毒。
①用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子(ClO2-)。卫生部规定,饮用水中ClO2-的含量应不超过0.2mg·L-1。当pH≤2.0时, ClO2-能被I-还原成Cl-。请写出反应的离子方程式
②用ClO2处理过的自来水中会残留ClO2 ,可用FeCl2将ClO2还原为Cl-,该反应的氧化产物是
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【推荐1】已知2X2(g)+Y2(g)2Z(g)ΔH=-a kJ·mol-1(a>0),在一个容积固定的密闭容器中加入2 mol X2和1 mol Y2,在500 ℃时充分反应达平衡后Z的浓度为W mol·L-1,放出热量b kJ。
(1)此反应平衡常数表达式为___________ ;若将温度降低到300 ℃,则反应平衡常数将________ (填“增大”“减少”或“不变”)。
(2)若原容器中只加入2 mol Z,500 ℃充分反应达平衡后,吸收热量c kJ,则Z浓度________ W mol·L-1(填“>”“<”或“=”),b、c间的关系为________ 。(用a、b、c表示)。
(3)能说明反应已达到平衡状态的是________ 。
a.单位时间内消耗1molY2的同时消耗了2molZ b.容器内的密度保持不变
c. v逆(X2)=2v正(Y2) d.容器内压强保持不变
e.混合气体的平均式量保持不变 f.Y2和X2的转化率相等
(4)若将上述容器改为恒压容器(反应器开始体积相同),相同温度下起始加入2 mol X2和1 mol Y2,达到平衡后,Y2的转化率将________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(1)此反应平衡常数表达式为
(2)若原容器中只加入2 mol Z,500 ℃充分反应达平衡后,吸收热量c kJ,则Z浓度
(3)能说明反应已达到平衡状态的是
a.单位时间内消耗1molY2的同时消耗了2molZ b.容器内的密度保持不变
c. v逆(X2)=2v正(Y2) d.容器内压强保持不变
e.混合气体的平均式量保持不变 f.Y2和X2的转化率相等
(4)若将上述容器改为恒压容器(反应器开始体积相同),相同温度下起始加入2 mol X2和1 mol Y2,达到平衡后,Y2的转化率将
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【推荐2】硫酸是重要的化工材料,二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫是工业制硫酸的重要反应之一。
(1)将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下经20分钟达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol/L。
①从反应开始到达到平衡,用SO2表示的平均反应速率为________________
②从平衡角度分析采用过量O2的目的是____________ ;
③该反应的平衡常数表达式为K=___________ 。
④已知:K(300℃)>K(350℃),该反应是________ (选填“吸”或“放”)热反应。若反应温度升高,SO2的转化率将_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图所示。平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)_______ K(B)(填“>”、“<”或“=”,下同)。
(1)将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下经20分钟达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol/L。
①从反应开始到达到平衡,用SO2表示的平均反应速率为
②从平衡角度分析采用过量O2的目的是
③该反应的平衡常数表达式为K=
④已知:K(300℃)>K(350℃),该反应是
(2)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图所示。平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)
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【推荐3】恒温时,将2molA和2molB气体投入固定容积为2L密闭容器中发生反应:2A(g)+B(g)xC(g)+D(s),10s时,测得A的物质的量为1.7mol,C的反应速率为0.0225mol·L—1·s—1;40s时反应恰好处于平衡状态,此时B的转化率为20%。请填写下列空白:
(1)x=___________
(2)从反应开始到10s,B的平均反应速率为___________
(3)从反应开始到40s达平衡状态,A的平均反应速率为___________
(4)平衡时容器中B的体积分数为___________
(5)该温度下此反应的平衡常数表达式为________________ 数值是_______
(6)下列各项能表示该反应达到平衡状态是___________
A.消耗A的物质的量与生成D的物质的量之比为2∶1
B.容器中A、B的物质的量 n(A)∶n(B) =2∶1
C.气体的平均相对分子质量不再变化
D.压强不再变化
E.气体密度不再变化
(1)x=
(2)从反应开始到10s,B的平均反应速率为
(3)从反应开始到40s达平衡状态,A的平均反应速率为
(4)平衡时容器中B的体积分数为
(5)该温度下此反应的平衡常数表达式为
(6)下列各项能表示该反应达到平衡状态是
A.消耗A的物质的量与生成D的物质的量之比为2∶1
B.容器中A、B的物质的量 n(A)∶n(B) =2∶1
C.气体的平均相对分子质量不再变化
D.压强不再变化
E.气体密度不再变化
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解题方法
【推荐1】698K时,向某体积为V的密闭容器中充入2molH2(g)和2molI2(g),发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)△H=-26.5kJ•mol-1,测得各物质的物质的量浓度与时间的变化关系如图所示:
请回答下列问题。
(1)V=______ 。
(2)0~5s内HI的平均反应速率为____ 。
(3)该反应达到平衡状态时,____ (填“吸收”或“放出”)的热量为____ 。
请回答下列问题。
(1)V=
(2)0~5s内HI的平均反应速率为
(3)该反应达到平衡状态时,
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【推荐2】在一个容积不变的密闭容器中发生反应:,其平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示。
请填写下列空白。
(1)该反应的平衡常数表达式为K=___________ ;该反应为___________ 反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)在830℃时,向容器中充入1molCO、5molH2O,保持温度不变,反应达到平衡后,其平衡常数___________ 1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)若1200℃时,在某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol/L、2mol/L、4mol/L、4mol/L,则此时上述反应的浓度商Q=___________ ,此时上述反应的平衡移动方向为___________ (填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
(1)该反应的平衡常数表达式为K=
(2)在830℃时,向容器中充入1molCO、5molH2O,保持温度不变,反应达到平衡后,其平衡常数
(3)若1200℃时,在某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol/L、2mol/L、4mol/L、4mol/L,则此时上述反应的浓度商Q=
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【推荐3】(1)已知:①=
②=
求:①C(s) +O2(g) = CO(g) ΔH3 =_______ kJ/mol
②24 g碳在空气不足时发生不完全燃烧生成CO,放出热量约为_______ kJ。
(2)已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H<0是制造硝酸的重要反应之一、在800℃时,向容积为1L的密闭容器中充入0.010mol NO和0.005mol O2,反应过程中NO的浓度随时间变化如图所示:
请回答:
①2min内,v(O2)=_______ mol/(L•min)。
②升高温度,平衡向_______ (填“正”或“逆”)反应方向移动。
③平衡时,NO的转化率是_______ 。
④2min后化学反应达到平衡状态以下判断正确的是_______ 。
A、ν正(NO2)= ν逆(O2) B、ν正(NO) = ν逆(NO2) C、ν正(NO)= ν逆(O2)
②=
求:①C(s) +O2(g) = CO(g) ΔH3 =
②24 g碳在空气不足时发生不完全燃烧生成CO,放出热量约为
(2)已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H<0是制造硝酸的重要反应之一、在800℃时,向容积为1L的密闭容器中充入0.010mol NO和0.005mol O2,反应过程中NO的浓度随时间变化如图所示:
请回答:
①2min内,v(O2)=
②升高温度,平衡向
③平衡时,NO的转化率是
④2min后化学反应达到平衡状态以下判断正确的是
A、ν正(NO2)= ν逆(O2) B、ν正(NO) = ν逆(NO2) C、ν正(NO)= ν逆(O2)
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