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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:40 题号:22000615
Ⅰ.三甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂,对臭氧层无破坏作用。
(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
   
   
   
总反应:=______。一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的平衡转化率,下列选项中可以采取的措施是______(填字母)。
a.高温高压       b.加入催化剂       c.减少CO2的浓度       d.分离出二甲醚
(2)已知上述(1)中反应②在某温度下的平衡常数为100。此温度下在10L密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得容器中各组分的物质的量如下:

物质

物质的量/mol

4.0

6.0

6.0

①比较此时正、逆反应速率的大小:______(填“>”“<”或“=”)。
②若在此密闭容器中开始时加入21molCH3OH,则达到平衡时c(CH3OH)=______
Ⅱ.化学反应:常用于精盐中碘含量测定。
(3)某同学利用上述反应探究浓度对反应速率的影响。实验时均加入1mL淀粉溶液作指示剂,若不经计算,直接通过褪色时间的长短判断浓度与反应速率的关系,下列试剂中应选择______(填序号)。
①1mL0.01mol/L的碘水
②1mL0.001mol/L的碘水
③4mL0.01mol/L的Na2S2O3溶液
④4mL0.001mol/L的Na2S2O3溶液
(4)若某同学选取(3)中试剂①③进行实验,测得褪色时间为2s,则______(结果保留两位有效数字)。
Ⅲ.工业废水中常含有一定量的,它们会对人类及生态系统产生很大的伤害,必须进行处理,
常用的处理方法有两种。
方法1:还原沉淀法
该法的工艺流程为
(5)流程第①步存在平衡,能说明第①步反应达平衡状态的是______(填字母)。
A.的浓度相同
B.
C.溶液的颜色不变
(6)流程第③步生成的在溶液中存在沉淀溶解平衡:。常温下的溶度积,当降至时溶液的pH为______
方法2:电解法
该法用Fe做电极电解含的酸性废水,随着电解的进行,阴极附近溶液pH升高,产生沉淀。请用电极反应方程式解释下列问题:
(7)用Fe作电极的原因是______,阴极附近溶液pH升高的原因是______

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【推荐1】I.贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4等有机化工产品的反应。温度为TK时发生以下反应:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890 kJ·mol-1
(1)温度为TK时,催化由CO、H2合成CH4反应的热化学方程式为___________
(2)已知温度为TK时CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) △H=+165 kJ·mol1的活化能为485.2kJ/mol,则其逆反应的活化能为________kJ/mol。
II.对于反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H=-41 kJ·mol-1进行以下研究:
(3)TK时,向一恒压密闭容器中充入等物质的量的CO(g)和H2O(g)发生上述反应,测得CO(g)物质的量分数随时间变化如下表所示:
时间/min0256910
x(CO)0.50.250.10.10.050.05

若初始投入CO为2 mol,恒压容器容积10 L,用H2O(g)表示该反应0~5分钟内的速率υ(H2O(g)=_____,6分钟时,仅改变一种条件破坏了平衡,则改变的外界条件为___________
(4)已知700K时,在恒容密闭容器中,充入等物质的量的CO和H2O(g),发生上述反应,平衡CO体积分数为,则反应的平衡常数K______
(5)在400K、500K时进行上述反应,其中CO和H2的分压随时间变化关系如右图所示,催化剂为氧化铁。实验初始时体系中的p(H2O)和p(CO)相等、p(CO2)和p(H2)相等。

400K时p(H2)随时间变化关系的曲线是______,500K时p(CO)随时间变化关系的曲线是_______。(填字母序号)
III.在催化剂的作用下发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),是合成甲醇的一种方法。
(6)某温度下,将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为2 L的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。经过5 min后,反应达到平衡,此时转移电子6 mol。若保持体积不变,再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH,此时υ()_______υ()(填“>”“<”或“=”)。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是___________
a.CH3OH的质量不变   b.混合气体的平均相对分子质量不再改变 c.υ()(CO)=2υ()(H2) d.混合气体的密度不再发生改变
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LaNi3(s)+3H2(g) LaNi3H6(s)     H<0。 某实验室模拟该过程,向体积一定的密闭容器中充入反应物发生反应。H2的平衡转化率与其初始加入量(n)、反应温度(T)的关系如下左图所示;一定温度(T)下,将a mol的氢气充入体积是1 L的容器内,气体的压强(P)随时间(t)的变化关系如下右图所示:

n1n2n3的大小关系是_______
②温度T1下反应的平衡常数是__________(用含a的代数式表示)。
③保持温度不变,在t6时刻将容积压缩至原容积的一半,容器内的压强_________6kPa(填写“大于”或“小于”)。
(2)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4等有机化工产品的反应。温度为TK时发生以下反应①


_______
(3)TK时,向一恒压密闭容器中充入等物质的量的CO(g)和H2O(g)发生上述反应②(已排除其他反应干扰),测得CO(g)物质的量分数随时间变化如下表所示:

若初始投入CO为2 mol,恒压容器容积10 L,用H2O(g)表示该反应0-5分钟内的速率v[H2O(g)]=______。6分钟时,仅改变一种条件破坏了平衡,且第9min达到平衡时,CO的物质的量是0.2mol,则改变的外界条件为_________
(4)温度、压强对反应CO(g)十2H2(g)=CH3OH(g)   H=-90. 1 kJ·mol-1中CO转化率的影响如图所示:

①温度在较低范围内,对CO转化率影响的主要因素是____________ (填“温度”或“压强”)。
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①若甲烷的燃烧热(H)为-890kJ·mol1,则水的汽化热H=________。(汽化热指1mol液体转化为气体时吸收的热量)
②T1℃、催化剂M作用下,0--20h内该反应速率v(H2O)=_______

③根据图1判断,催化剂的催化效果:M________N(填“强于”或“弱于”)。
(2)甲烷可用于制备合成气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H。将CH4(g)和H2O(g)物质的量之比为1∶3充入盛有催化剂的刚性容器中发生该反应。相同时间段内测得CO的体积分数()与温度(T)的关系如图2所示。
①T0℃时,CO的体积分数最大的原因为__________
②若T0℃时,容器内起始压强为p0,CO的平衡体积分数为10%,则反应的平衡常数Kp=____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
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