题目内容
【题目】镁与稀硝酸的反应为:4Mg+10HNO3(稀)=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O
(1)用“双线桥法”表示该反应中电子转移的方向和数目__________。
(2)该反应中,Mg发生了__________反应,氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________________。
(3)还原产物是_________,HNO3表现了__________________。
(4)若反应过程中转移的电子数为1.505×1023,则参加反应的Mg的质量为________。
【答案】 氧化 1∶4 NH4NO3 氧化性,酸性 3g
【解析】
氧化剂得电子化合价降低发生还原反应转化成还原产物,还原剂失去电子化合价升高发生氧化反应转化成氧化产物。
(1)反应中Mg是还原剂失去电子被氧化生成Mg(NO3)2,HNO3是氧化剂被还原生成NH4NO3,一个Mg失去2个电子,一共4个Mg参与反应,因此失去电子数为4×2e-;只有一个HNO3表现氧化性,失去8个电子。用双线桥表示如下:
(2)Mg是还原剂发生了氧化反应,根据化学方程式可知只有一个HNO3表现氧化性,因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4。
(3)氧化剂对应还原产物,HNO3是氧化剂,还原产物是NH4NO3;HNO3表现了氧化性和酸性。
(4)1 mol Mg转移2 mol e-,当转移的电子数为1.505×1023时,Mg的物质的量n=×=0.125mol,m=0.125×24=3 g。
【题目】甲醇是一种重要的有机原料,在催化剂的作用下,CO和H2反应可生成甲醇 (CH3OH) 和副产物CH4,反应如下:
反应①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.0kJ/mol
反 应②CO(g)+3H2(g)CH4(g) + H2O(g) △H2
反应③ CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+ 4H2(g) △H3=+125.0 kJ/mol
反应④CO(g)+ H2O(g)CO2(g) + H2(g) △H4=-25.0 kJ /mol
K1、K2、K3、K4分别表示反应①、②、③、④的平衡常数。
回答下列问题:
(1)反应②的平衡常数的表达式为K2=______________,K2与K3和K4的关系为K2=______________,△H2=____________kJ/mol。
(2)图1中能正确表示反应①的平衡常数(lgK1) 随温度变化的曲线为______________(填曲线字母),其判断理由为______________________________________________________________。
(3)恒温恒容的条件下,下列情况能说明反应①达到平衡状态的是__________________。
A.2v正 (H2)=v逆(CH3OH) B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体的平均摩尔质量不再改变 D.混合气体的压强不再改变
(4)为探究不同催化剂对CO和H2生成CH3OH的选择性效果,某实验室控制CO和H2的初始投料比为1∶3进行实验,得到如下数据:
T/K | 时间/min | 催化剂种类 | 甲醇的含量(%) |
450 | 10 | CuO-ZnO | 78 |
450 | 10 | CuO-ZnO-ZrO2 | 88 |
450 | 10 | ZnO-ZrO2 | 46 |
①由表1可知,反应①的最佳催化剂为______________,图2中a、b、c、d四点是该温度下CO平衡转化率的是_________________________________。
②有利于提高CO转化为CH3OH的平衡转化率的措施有_________________。
A.使用催化剂CuO-ZnO-ZrO2 B.适当降低反应温度
C.增大CO和H2的初始投料比 D.恒容下,再充入a molCO和3a mol H2
(5)已知1000℃,反应CO(g)+ H2O(g)CO2(g) + H2(g) K4=1.0。该温度下,在某时刻体系中CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为3molL-1、1molL-1、4molL-1、2molL-1,则此时上述反应的v正(CO)_______v逆(CO) (填“>”、“<”或“=”)达到平衡时c(CO)=___________ molL-1。