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【題目】甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用如下方法來合成甲醇:
(1)用CO2生產(chǎn)甲醇。
已知:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l) △H=﹣akJmol﹣1;
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H=﹣b kJmol﹣1;
則表示CH3OH(g)燃燒的熱化學方程式為:____________________。
(2)用CO生產(chǎn)甲醇。
已知:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),下圖是該反應在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線。
①該反應的焓變ΔH__________0(填“>”、“<”或“=”)。
②T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關系是K1_______K2 (填 “>”、“<”或“=”)。
③若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是______________。
A.升高溫度 B. 將CH3OH(g)從體系中分離
C.使用合適的催化劑 D. 充入He,使體系總壓強增大
(3)甲醇(CH3OH)可以用作燃料電池,該電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑,在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇,同時向一個電極通入空氣。負極發(fā)生的電極反應式是________________________,正極發(fā)生的電極反應式是_______________________。
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【題目】以下是以空氣、海水中的物質(zhì)為原料制取純堿的工業(yè)流程:
已知粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)離子。下列有關說法不正確的是
A. 除去粗鹽中的雜質(zhì)離子可依次加入NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液
B. 甲、丙分別為N2、CO2
C. 分離得到丁和NH4Cl溶液的操作是過濾
D. 上述流程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化有涉及置換反應
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【題目】如圖所示三套實驗裝置,分別回答下列問題。
圖1圖2圖3
(1)圖1中,① 若開始時開關K與a連接,則該裝置為_____(填裝置名稱),電極A的電極反應式為________________________
②若開始時開關K與b連接,則總反應的離子方程式為 ___________________________
(2)2004年美國圣路易斯大學研制了一種新型的乙醇電池,它用磺酸類質(zhì)子溶劑,在200°C左右時供電,電池示意如圖2所示:
①______極(填a或b)為電池的正極,電池工作時電流方向為_________(填a→b或b→a)
②寫出該電池負極的電極反應式________________________________________
(3)用圖3裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀(電解槽內(nèi)的陽離子交換膜只允許陽離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過)。
①該電解槽的陰極反應式為_____________________。
②制得的硫酸溶液從出口____(填“A”、“D”)導出,并簡述原因__________________________(請用化學用語和文字解釋)
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【題目】(I)某探究小組用HNO3與大理石反應過程中質(zhì)量減小的方法,研究影響反應速率的因素。所用HNO3濃度為1.00 mol/L、2.00 mol/L,大理石有細顆粒和粗顆粒兩種規(guī)格,實驗溫度為25℃、35℃,每次實驗HNO3的用量為25.00 mL,大理石用量為10.00 g。
(1)請完成以下實驗設計表,并在實驗目的一欄中填空:
實驗編號 | 溫度(℃) | 大理石規(guī)格 | HNO3濃度(mol/L) | 實驗目的 |
① | 25 | 粗顆粒 | 2.00 | (Ⅰ)實驗①和②探究濃度對反應速率的影響; (Ⅱ)實驗①和③探究溫度對反應速率的影響; (Ⅲ)實驗①和④探究e_______對反應速率的影響 |
② | 25 | 粗顆粒 | a______ | |
③ | b_______ | 粗顆粒 | 2.00 | |
④ | c________ | 細顆粒 | d______ |
(2)實驗①中CO2質(zhì)量隨時間變化的關系見下圖。計算實驗①中70 s~90 s范圍內(nèi)用HNO3表示的平均反應速率________(忽略溶液體積變化,不需要寫出計算過程)。在0~70、70~90、90~200各相同的時間段里,反應速率最大的時間段是________。
(II)某小組利用H2C2O4溶液和硫酸酸化的KMnO4溶液反應來探究“外界條件對化學反應速率的影響”。實驗時通過測定酸性KMnO4溶液褪色所需時間來判斷反應的快慢。該小組設計了如下方案。已知:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
實驗編號 | 0.1 | 0.6mol·L-1H2C2O4溶液的體積/mL | H2O的體積/mL | 實驗溫度/℃ | 溶液褪色所需時間/min |
① | 10 | V1 | 35 | 25 | |
② | 10 | 10 | 30 | 25 | |
③ | 10 | 10 | V2 | 50 |
(3)表中V1=_______mL,V2=_______mL。
(4)探究溫度對化學反應速率影響的實驗編號是________(填編號,下同),可探究反應物濃度對化學反應速率影響的實驗編號是________。
(5)實驗①測得KMnO4溶液的褪色時間為2min,忽略混合前后溶液體積的微小變化,這段時間內(nèi)平均反應速率v(H2C2O4)=________mol·L-1·min-1。
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【題目】氫氣是一種重要的清潔能源。
(1)航天員呼吸產(chǎn)生的利用反應:H,再電解水可實現(xiàn)的循環(huán)利用。
①熱力學中規(guī)定,由最穩(wěn)定單質(zhì)生成某物質(zhì)的焓變稱為該物質(zhì)的標準生成焓(符號:),最穩(wěn)定單質(zhì)的標準生成焓規(guī)定為0。已知上述反應式中:
;;;
;則_____。
②反應必須在高溫下才能進行,原因是___________________________。
③350℃時,向體積為的恒容密閉容器中通入和發(fā)生以上反應。
測得反應過程中壓強隨時間的變化如下表所示:
時間/ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
壓強 |
350℃時反應的______(為用氣體的分壓代替各組分平衡濃度表示的平衡常數(shù),氣體分壓=氣體的體積分數(shù)×體系總壓)。
(2)利用乙醇重整制氫是獲得氫能的研究熱點,其主要反應原理為:
反應Ⅰ: H1
若同時通入水蒸汽,還會發(fā)生如下反應
反應Ⅱ: H2
反應Ⅲ: H3
反應Ⅳ: H4
一定溫度下,某恒壓密閉容器中充入一定量的發(fā)生反應。
已知:氫氣選擇性指轉(zhuǎn)化的原料氣中,轉(zhuǎn)化成氫氣的氫元素質(zhì)量與轉(zhuǎn)化的氫元素總質(zhì)量的比值。
①下列有關說法正確的是_______________。
A.當混合氣的平均相對分子質(zhì)量不變時,說明反應達到平衡狀態(tài)
B.增大乙醇初始濃度,能夠提高乙醇的平衡轉(zhuǎn)化率
C.其它條件不變,摻入稀有氣體,可提高乙醇平衡轉(zhuǎn)化率
D.其它條件不變,摻入水蒸氣,可提高氫氣的選擇性和氫氣的體積分數(shù)
②下圖為上述條件下n(H2)隨反應時間的變化曲線圖。若其它初始條件相同,只把容器變?yōu)楹闳菝荛]容器,請畫出恒容條件下,n(H2)隨反應時間的變化曲線圖________________。
③乙醇重整制氫過程中,還可能生成固態(tài)炭,固態(tài)炭的生成會造成催化劑失活,應盡量避免。研究其它條件相同下,反應溫度、氧醇比、水醇比與生成固態(tài)炭的條件,得到下圖:
試根據(jù)圖象分析,反應溫度、氧醇比、水醇比對固態(tài)炭生成的影響_____________。
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【題目】(1)參考合成反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù),回答下列問題:
溫度/℃ | 0 | 50 | 100 | 200 | 300 | 400 |
平衡常數(shù) | 667 | 100 | 13 | 1.9×10-2 | 2.4×10-4 | 1×10-5 |
①該反應正反應是___________(填“放熱”或“吸熱”)反應;
②在T℃時,1L密閉容器中,投入0.1molCO和0.2molH2,達到平衡時,CO轉(zhuǎn)化率為50%,則T=__________℃。
(2)CH3OH也可由CO2和H2合成。在體積為1L的密閉容器中,充入lmolCO2和3molH2,一定條件下反應:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ/mol,測得CO2和CH3OH(g)濃度隨時間變化如圖所示。
①該反應的平衡常數(shù)表達式為K=________;從反應開始到10min,v(H2)=______mol·L-1·min-1;
②下列情況能說明該反應一定達到平衡狀態(tài)的是___________(填字母)
A.v(CO2)消耗=v(CH3OH)生成
B.氣體的密度不再隨時間改變
C.CO2和CH3OH的濃度之比不再隨時間改變
D.氣體的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間改變
③為了加快化學反應速率且使體系中氣體的物質(zhì)的量增大,只改變下列某一條件,可采取的措施有___________ (填字母)
A.升高溫度 B.縮小容器體積 C.再充入CO2氣體 D.使用合適的催化劑
④相同溫度下,在另一個容積為1 L的密閉容器中充入2mol CH3OH(g)和2molH2O(g),達到平衡時CO2的濃度____________(填“>”、“<”或“=”)0.25mol·L-1。
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【題目】為了探究三種氣體(SO2、NO2、Cl2)的性質(zhì),某同學設計了兩組實驗:
(1)實驗一:用三個集氣瓶收集滿二氧化硫、二氧化氮氣體,然后將其倒置在水槽中。分別緩慢通入適量O2或Cl2,如圖1所示。一段時間后,D、E裝置的集氣瓶中充滿溶液,F裝置的集氣瓶中還有氣體剩余。
(假設瓶內(nèi)液體不擴散):
①寫出裝置E中反應的離子方程式:____________________.
②假設該實驗條件為標準狀況,則裝置D的集氣瓶中所得溶液溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為____________.
③通入氧氣前在F裝置的水槽里滴加幾滴紫色石蕊溶液,觀察到的現(xiàn)象是F裝置集氣瓶內(nèi)溶液顯淺紅色,通入氧氣后,可能觀察到的實驗現(xiàn)象是 _____________________________,寫出反應的總化學方程式:________________.
(2)實驗二:分別利用下圖所示裝置探究氯氣的氧化性。
①G中的現(xiàn)象是_______________,原因是 ________________________(用化學方程式表示)。
②H中的現(xiàn)象是_________________________.
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【題目】在恒溫恒容的密閉容器中,發(fā)生可逆反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g),不能說明該反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是
A. 正反應生成NO2的速率和逆反應生成NO的速率相等
B. 反應容器中壓強不隨時間的延長而變化
C. 混合氣體顏色深淺保持不變
D. 混合氣體的密度不隨時間延長而變化
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【題目】在一定條件下,可逆反應:mA+nBpC達到平衡,若:
(1)A、B、C都是氣體,減少壓強,平衡向正反應方向移動,則m+n和p的關系是_______。其它條件不變時,若再充入一定量的A, 則平衡向______________方向移動,A的消耗速率將____________;B的濃度將_________(后兩個空填增大、減小、或 “不能確定”)。
(2)A、C是氣體,增加B的量,平衡不移動,則B為__________態(tài)。
(3)B、C是氣體,而且m+n=p,增大壓強可使平衡發(fā)生移動,則平衡移動的方向是_________。
(4)加熱后,可使C的質(zhì)量增加,則正反應是___________反應(放熱或吸熱)。
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【題目】某固體混合物X,含有NaClO3、KCl、NaOH、ZnSO4、NaAl(OH)4和NaNO2中的幾種,進行如下實驗:①X溶于水,得到溶液Y;②溶液Y先加入過量稀HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,得到白色沉淀W,下列說法不正確的是( )
A.混合物X中可能含有KCl
B.向溶液Y中滴加鹽酸,若產(chǎn)生白色沉淀,說明X中一定含有NaAl(OH)4
C.向溶液Y中滴加鹽酸,若產(chǎn)生紅棕色的氣體,說明X中一定含有NaNO2
D.取X溶液進行焰色反應,透過藍色鈷玻璃片沒有觀察到紫色火焰,說明X中一定含有NaClO3
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