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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:156 题号:11823239
以天然气(CH4)为原料合成甲醇(CH3OH)。有关热化学方程式如下:
①2CH4(g)+O2(g)= 2CO(g)+4H2(g) ΔH1=-70.8 kJ·mol-1


(1)ΔH2________kJ·mol-1。 反应①自发进行的条件是_________(填序号)。
a 高温          b 低温             c 任何环境都自发 d 任何环境都不自发
(2)若在一定温度下的恒压容器中只投入1 mol CO和1 mol H2只发生反应②,下列量不再变化时可以判断反应达到平衡的是_________
a 压强                  b 密度                  c 混合气的平均摩尔质量 d CO的体积分数
(3)在体积可变的密闭容器中投入1 mol CO和2 mol H2,在不同条件下发生反应:。实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图1所示。

①M点时,H2的转化率为__________;压强:p1_______p2 (填“>”、“<”或“=”)。
②反应速率:N点ʋ (CO)________M点ʋ (CO)(填“>”、“<”或“=”)。
③温度为506 ℃时,若压强为p1、在密闭容器中进行上述反应(起始投料不变),平衡时容器体积为1L,则平衡常数K=__________(用分数表示)。在不同温度下上述反应的平衡常数的对数(lg K)如图2所示,则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lg K与T的关系的点为_______(填字母)。
④在2 L恒容密闭容器中充入a(a>0) mol H2、2 mol CO和6 mol CH3OH(g),在506 ℃下进行上述反应。为了使该反应逆向进行,a的范围为____________

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【推荐1】[化学——选修化学与技术]
工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其
部分工业流程如下:

回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=180.5kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-905kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2(g) △H=-483.6kJ/mol
则N2(g)+2H22NH3(g)的△H=         
(2)如果工业上,在一定温度下,将1.5molN2气体和6molH2气体通入到体积为1升的密闭容器中。当反应达到平衡时,容器内气体的压强为起始时的80%,则其平衡常数为          。改变下列条件,能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是             ;
①增大压强                                                                                       ②增大反应物质的浓度
③使用催化剂                                                                                ④降低温度
(3)合成氨反应的平衡常数很小,所以在工业采取气体循环的流程。即反应后通过降低混合气体的温度而使氢气分离出来。这种分离物质的方法其原理类似于下列哪种方
法?                (填编号)
①过滤                                             ②蒸馏                                 ③渗析                                 ④萃取
理由是                                         ;
(4)可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气,如果漏气则会有白烟(成份为氯化铵)生成。该反应的化学方程式为                              
(5)假如该厂生产氨水的物质的量浓度为20mol/L,实验室若需用80mL浓度为5mol/L的氨水时,需取20mol/L的氨水          mL(用100mL的容量瓶)。假如该氨水的pH=a,加入相同体积的盐酸时,溶液呈中性,则此盐酸的pH        14-a(填“大于”“小于”或“等于”)。
2016-12-09更新 | 856次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】(Ⅰ)工业上通常采用CO(g)和H2(g)催化合成甲醇CH3OH(g)。
(1)已知在某温度和压强下:
①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H= -566.0 kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H= - 483.6 kJ·mol-1
③2CH3 OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2 O(g) H= -1275.6 kJ·mol-1
则在相同的温度和压强下,CO(g)与H2(g)合成CH3OH(g)的热化学方程式是_________________________________________________________
(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在容积固定为2L的密闭容器内充入1 molCO和 2 molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在250°C开始反应,甲醇的物质的量的变化如下:
反应时间/min0510152025
甲醇/mol00.220.360.450.50.5

则从反应开始到20min时,以CO表示的平均反应速率=_________________,该温度下平衡
常数K=________________,若升高温度则K值__________(填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是________________
A.2 v (H2)= v (CH3OH)                  B.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
C.容器中气体的压强保持不变             D.单位时间内生成 n molCO 的同时生成 2n molH2
(Ⅱ)回答下列问题:
(1)体积均为100mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则Ka(HX) ______ Ka(CH3COOH)(填>、<或=)
   
(2)25℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得pH=6,则溶液中C(CH3COO)- c(Na+)=________mol·L-1(填精确值)。
2017-12-22更新 | 85次组卷
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【推荐3】利用甲烷还原SO2可以减轻环境污染,实现硫的回收。
已知:①甲烷的燃烧热为890kJ•mol1
②S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=﹣216kJ•mol1
③H2O(1)=H2O(g)△H=+44kJ•mol1
(1)CH4(g)+2SO2(g) 2S(s)+CO2(g)+2H2O(g) △H=___________
(2)某温度下,向容积为2L的密闭容器中充入1.0molCH4和2.0molSO2,发生反应CH4(g)+2SO2(g) 2S(s)+CO2(g)+2H2O(g),CH4、CO2、SO2的物质的量随反应时间的变化情况如图所示。

①反应开始至达到平衡时,平均反应速率v(H2O)=___________;该温度下,该反应的平衡常数K=___________
②5min时,改变的外界条件可能是 ___________(填字母)。
A.升高温度        B.降低温度          C.加入催化剂        D.充入CH4(g)
③a、b点的逆反应速率:V(a) ___________(填“大于”、“小于”或“等于”)V(b),原因是 ___________
(3)一定温度下,向某密容器中充入一定量的CH4和SO2发生反应CH4(g)+2SO2(g) 2S(s)+CO2(g)+2H2O(g)。
①若该容器容积恒定,则下列物理量不再改变时,一定能说明反应达到平衡状态的是 ___________(填字母)。
A.m(S)          B.            C.CH4和CO2的浓度之和            D.容器中气体的密度
②该温度下,欲提高SO2的平衡转化率,可采取的措施有 ___________(任答两条,下同);欲缩短反应达到平衡所需的时间,可采取的措施有 ___________
2022-09-17更新 | 346次组卷
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