【題目】工業(yè)上可利用CO或CO2來生產燃料甲醇。已知甲醇制備的有關化學反應以及在不同溫度下的化學反應平衡常數(shù)如下表所示:
化學反應 | 平衡常數(shù) | 溫度 | ||
500℃ | 700℃ | 800℃ | ||
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) | K2 | 1 | 1.7 | 2.52 |
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) | K3 |
請回答下列問題:
(1)判斷反應①是________(填“吸熱”或“放熱”)反應
(2)據(jù)據(jù)反應①與反應②可推導出K1、K2與K3之間的關系,則K3 =________(用K1、K2表示)
(3)某溫度下反應①式中各物質的平衡濃度符合下式:20c(CH3OH) = 3c(CO)·c2(H2),試判斷此時的溫度為________。
(4)500℃時測得反應③在某時刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度分別為0.4 mol·L-1、1 mol·L-1、0.5 mol·L-1、0.4 mol·L-1,則此時ν(正)________ν(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(5)一定條件下將H2(g)和CO2(g)以體積比3:1置于恒溫恒容的密閉容器發(fā)生反應③,下列能說明該反應達到平衡狀態(tài)的有_____________
A.體系密度保持不變
B.H2和CO2的體積比保持不變
C.混合氣體的平均相對分子量不變時,反應一定達到平衡狀態(tài)
D.當破壞CO2中2個碳氧雙鍵,同時破壞H2O 中的2個氧氫鍵,反應一定達到平衡狀態(tài)
(6)若500℃時在2L密閉容器中加入2molH2和amolCO2進行②的反應,反應5min后達到平衡,平衡時CO2的轉化率為50%,求a =________mol,用H2表示該反應達到平衡時的平均反應速率ν(H2) =________mol·L-1·min-1
【答案】 放熱 K1×K2 800 ℃ < C、D 1 0.05
【解析】(1)反應①中升高溫度,平衡常數(shù)減小,說明升高溫度,平衡逆向移動,正反應為放熱反應,故答案為:放熱;
(2)反應③3H2(g)+CO2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)是氣體體積減小的反應△S<0,依據(jù)反應①+②得到反應③,所以平衡常數(shù)K3=K1×K2,故答案為:K1K2;
(3)20c(CH3OH) = 3c(CO)·c2(H2)變形為=K==0.15,說明溫度為800℃,故答案為:800 ℃;
(4)在500℃測得反應③在某時刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度分別為0.4 mol·L-1、1 mol·L-1、0.5 mol·L-1、0.4 mol·L-1, Q==3.125>K=K1×K2=2.5,反應逆向進行,V正<V逆,故答案為:<;
(5)A.反應前后氣體的質量和體積均不變,體系密度始終保持不變,不能說明該反應達到平衡狀態(tài),錯誤;B.根據(jù)方程式,H2和CO2的體積比始終保持3:1不變,不能說明該反應達到平衡狀態(tài),錯誤;C.反應后其他的物質的量減小,質量不變,混合氣體的平均相對分子量增大,當平均相對分子量不變時,反應一定達到平衡狀態(tài),正確;D.當破壞CO2中2個碳氧雙鍵,同時破壞H2O 中的2個氧氫鍵,說明正逆反應速率相等,反應一定達到平衡狀態(tài),正確;故選CD;
(6) H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g)
起始(mol)2 a 0 0
反應
平衡 1-
則K= =1,解得a=1,平衡時氫氣的物質的量為0.5mol,濃度為0.25mol/L,用H2表示該反應達到平衡時的平均反應速率ν(H2) ==0.05mol·L-1·min-1,故答案為:1;0.05。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在一定溫度下,將等量的氣體Z分別通入起始體積相同的密閉容器Ⅰ(恒容)和Ⅱ(恒壓)中,使其發(fā)生反應,t0時容器Ⅰ中達到化學平衡,X、Y、Z的物質的量與時間的變化關系如圖所示,則下列有關推斷正確的是 ( )
A. 該反應的化學方程式:3X+2Y3Z
B. 若兩容器中均達到平衡后,體積V(Ⅰ)<V(Ⅱ),則容器Ⅱ達到平衡所用時間小于t0
C. 若兩容器中均達到平衡后,且X、Y、Z均為氣態(tài),則Z的體積分數(shù)Ⅰ>Ⅱ
D. 達平衡后,若對容器Ⅱ升高溫度時其體積增大,說明Z發(fā)生的反應為吸熱反應
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在①苯酚②甲苯③氯乙烷④乙烯⑤乙醇中,選擇編號填寫:
(1)能和金屬鈉反應放出H2的有______;(2)能與NaOH溶液反應的有______;
(3)常溫下能與濃溴水反應的有__;(4)能使酸性KMnO4溶液褪色的烴有__。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】草酸鐵晶體Fe2(C2O4)3·xH2O通過相關處理后可溶于水,且能做凈水劑,在110℃可完全失去結晶水。為測定該晶體中鐵的含量和結晶水的含量,某實驗小組做了如下實驗:
步驟1:稱量4.66g草酸鐵晶體進行處理后,配制成250 mL一定物質的量濃度的溶液。
步驟2:取所配溶液25.00 mL于錐形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根
恰好全部氧化成二氧化碳,同時MnO4-被還原成Mn2+。向反應后的溶液中加入一小匙鋅粉,加熱至溶液黃色剛好消失,過濾、洗滌,將過濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中,此時溶液仍呈酸性。
步驟3:用0.0200 mol·L-1KMnO4溶液滴定步驟2所得溶液至終點,消耗KMnO4溶液V1 mL,滴定中MnO4-被還原成Mn2+。
重復步驟2、步驟3的操作2次,分別滴定消耗0.0200 mol·L-1 KMnO4溶液為V2、V3 mL。
記錄數(shù)據(jù)如下表:
實驗編號 | KMnO4溶液的濃度(mol·L-1) | KMnO4溶液滴入的體積(mL) |
1 | 0.0200 | V1 = 20.02 |
2 | 0.0200 | V2 = 20.12 |
3 | 0.0200 | V3 = 19.98 |
請回答下列問題:
(1)草酸鐵溶液能做凈水劑的原因_________________(用離子方程式表示)
(2)該實驗步驟1和步驟3中使用的儀器除托盤天平、鐵架臺、滴定管夾、燒杯、玻璃棒外,一定需用下列儀器中的______________ (填序號)
酸式滴定管 B.堿式滴定管 C.量筒(10 mL) D.錐形瓶
E.膠頭滴管 F.漏斗 G.250 mL容量瓶
(3)加入鋅粉的目的是______________________
(4)步驟3滴定時是否選擇指示劑_________(是或否);說明理由_________________________寫出步驟3中發(fā)生反應的離子方程式____________________________
(5)在步驟2中,若加入的KMnO4溶液的量不夠,則測得的鐵含量________(填“偏低”、“偏高”或“不變”);實驗測得該晶體中結晶水的個數(shù)x為________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】青少年在生長發(fā)育的旺盛時期,夜間容易出現(xiàn)腿部肌肉抽筋(抽搐)的現(xiàn)象,該現(xiàn)象產生的主要原因是血液中哪種物質濃度過低?
A. 水 B. 鈣鹽 C. NaCl D. HCl
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】常溫下,向20 mL的某稀鹽酸中滴入0.1 mol·L-1的氨水,溶液中由水電離出的氫離子濃度隨滴人氨水體積的變化如圖。下列分析不正確的是
A. V2=20 mL
B. d點溶液中:c(NH4+)>c(Cl-)
C. b點溶液中:c(H+)=c(OH-)
D. 該稀鹽酸的濃度為0.1mol/L
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(1)下列有機物中,互為同分異構體的是____。
A.葡萄糖和果糖 B.淀粉和纖維素 C.硬脂酸和軟脂酸 D.甘氨酸和硝基乙烷
(2)芳香族化合物M()是一種醇酸樹脂,其合成路線如圖所示,其中A的核磁共振氫譜有3組峰,F(xiàn)、G中均含有兩種官能團。
已知:R-CH2-CH=CH2
(1)A的名稱是_______________。
(2)M的鏈節(jié)中的官能團有______________。
(3)E的結構簡式為______________,其核磁共振氫譜顯示為____組峰,且峰面積之比為__________。
(4)鑒別F和G可選用的試劑為_____________。
(5)反應④的化學方程式為_____________。
(6)F的同分異構體中,符合下列條件的有______種(不包括立體異構),其中核磁共振氫譜的峰面積之比為1:2:2:2:1的是_______(填結構簡式)。
a.能與FeCI3溶液發(fā)生顯色反應
b.能發(fā)生水解反應
c.能發(fā)生銀鏡反應
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com