题目内容
把3molA和2.5molB混合于2L密闭容器中,发生反应:
3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),5min后反应达平衡,容器内压强变小,测得D的平均反应速率为0.1mol/(L.min).求:
(1) x= ;
(2) 平衡时C的浓度为多少?(要求写出计算过程)
(1) X= 1 (2分) (2) 0.25mol·L-1 (4分,包括过程)
解析试题分析:(1)当此反应大平衡后容器内压强变小,说明反应是向气体分子数减小的方向进行的,故3+1>x+2,X=1 ;
(2)D的平均反应速率为0.1mol/(L.min),故△n(D)=0.1×5×2=1mol,
3A(g)+ B(g)C(g)+ 2D(g),
开始 3mol 2.5mol
平衡时 0.5mol 1mol
n(C)= 0.5mol
c(C)= 0.5mol/2L=0.25mol·L-1
考点:化学反应速率的计算及简单应用。
[15分]甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:
反应过程 | 化学方程式 | 焓变△H (kJ/mol) | 活化能Ea (kJ/mol) |
甲烷氧化 | CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) | -802.6 | 125.6 |
CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) | -322.0 | 172.5 | |
蒸汽重整 | CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) | 206.2 | 240.1 |
CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) | 165.0 | 243.9 |
(1)反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的△H= kJ/mol。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率 甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于)。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的KP= ;
随着温度的升高,该平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)从能量阶段分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于 。
(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图:
①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是 。
A.600℃,0.9Mpa B.700℃,0.9MPa C.800℃,1.5Mpa D.1000℃,1.5MPa
②画出600℃,0.1Mpa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始即时)
的变化趋势示意图:
(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是 。
I.800℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2O维持恒温,发生反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),反应过???中测定的部分数据见下表:
反应时间/min | 0 | 2 | 4 | 6 |
n(CO)/mol | 1.20 | 0.90 | | 0.80 |
n(H2O)/ mol | 0.60 | | 0.20 | |
②800℃时,化学平衡常数K的值为______________;
③保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20 mol H2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率______(填“增大”或“减小”或“不变”)。
④在恒温恒压密闭容器中通入CO和H2O各1 mol发生该反应,当反应达到平衡后,维持温度与压强不变,t1时再通入各1 mol的CO和H2O的混合气体,请在下图中画出正(v正)、逆(v逆)反应速率在t1后随时间t变化的曲线图。
II.实验室中利用复分解反应制取Mg(OH)2。实验数据和现象如下表所示(溶液体积均取用1mL):
①现象III是 ;
②如果向0.028 mol/L的MgCl2溶液中加入等体积的NaOH溶液,请计算NaOH溶液的浓度至少达到 mol/L时,溶液中开始出现白色沉淀(Ksp(Mg(OH)2)= 5.6×10-12)。
③MgCl2溶液和氨水混合后存在下列化学平衡:
Mg2+(aq) + 2NH3·H2O(aq)2NH4+(aq) + Mg(OH)2(s)该反应化学平衡常数的表达式为K= ,列出该反应平衡常数K与Kb(NH3·H2O)、Ksp(Mg(OH)2)的关系式 。
(1)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下两组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
①实验1中以v(CO2)表示的平均反应速率为 (第二位小数)。
②该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
③求实验2的平常常数K,要求写出计算过程,结果取二位小数。
(2)已知在常温常压下:
写出甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式 。
(3)甲醇和氧气完全燃烧的反应可以设计为燃料电池,装置如图,该电池通过K2CO3溶液吸收反应生的CO2。则负极的电极反应为 。
(4)CaCO3的KSP=2.8×10¯9。将等体积CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10¯4mol/L,则生成沉淀所需该CaCl2溶液的最小浓度为 。
草酸(H2C2O4)溶液与酸性KMnO4溶液反应时,溶液褪色总是先慢后快。某学习小组结合化学反应原理提出猜想与假设,并设计了一系列实验进行探究。
实验Ⅰ:在2支试管中分别加入5 mL等浓度的H2C2O4溶液,在其中一支试管中先加入少量MnSO4固体再各加入5滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液。记录溶液褪色时间,如表1:
试 管 | 未加MnSO4的试管 | 加有MnSO4的试管 |
褪色时间 | 30 s | 2 s |
实验Ⅱ:另取2支试管分别加入5 mL等浓度的H2C2O4溶液,在其中一支试管中先加入10滴稀硫酸,再各加入5滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液。记录溶液褪色时间,如表2:
试 管 | 未滴加稀硫酸的试管 | 滴加了稀硫酸的试管 |
褪色时间 | 100 s | 90 s |
实验Ⅲ:另取3支试管分别加入5 mL等浓度H2C2O4溶液,然后在试管中先分别加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液,再各加入5滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液,然后置于温度为65℃的水浴中加热。记录溶液褪色时间,如表3:
试 管 | 滴入10滴稀硫酸的试管 | 加入1 mL稀硫酸的试管 | 加入2 mL稀硫酸的试管 |
褪色时间 | 70 s | 100 s | 120 s |
(1)实验Ⅰ得出的结论是_____。
(2)比较实验Ⅱ、Ⅲ得出的结论正确的是:_____。[来
①温度对该反应速率有影响
②硫酸对草酸和KMnO4溶液的反应有影响
③加入少量硫酸,可促进草酸和KMnO4溶液反应,而加入大量硫酸,反应速率比较小
④在酸性范围内,pH值越小对反应越有利[
(3)写出草酸溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式:____。实验室利用该反应标定未知浓度H2C2O4溶液,滴定终点的现象是:溶液颜色_____,且30 s不改变。滴定完成后仰视读取KMnO4溶液体积会导致测得H2C2O4溶液的浓度____(选填:偏大、偏小、无影响)。
(4)有同学根据查阅的资料提出KMnO4溶液氧化H2C2O4的反应历程为:
上述实验中,实验_____可证明这个历程是可信的。