题目内容
【题目】甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),现在实验室模拟该反应并进行分析。
(1)下图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①该反应的焓变ΔH__________0(填“>”、“<”或“=”)。
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_______K2 (填 “>”、“<”或“=”)。
③若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是______________。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.使用合适的催化剂 D.充入He,使体系总压强增大
(2)在容积为2 L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,考察温度对反应的影响,如图所示
下列说法正确的是________(填序号);
①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=nA/tAmol·L-1·min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时增大
(3)在T1温度时,将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为α,则容器内的压强与起始压强之比为_____________。
【答案】<>B③④(2-α)/2
【解析】
(1)①根据图像,先拐先平衡,即T2>T1,温度越高,CO的转化率降低,升高温度,平衡向逆反应方向进行,根据勒夏特列原理,正反应为放热反应,即△H<0;②该反应是放热反应,温度越高,K越小,即K1>K2;③A、正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,甲醇产率降低,故A错误;B、从体系中分离出甲醇,平衡向正反应方向进行,甲醇的产率增大,故B正确;C、催化剂对化学平衡无影响,即甲醇的产率不变,故C错误;D、恒容状态下,充入非反应气体,组分的浓度不变,化学平衡不移动,甲醇的产率不变,故D错误;(2)①根据化学反应速率数学表达式,v(CH3OH)=nA/2tAmol/(L·min),故①错误;②根据图像,T2时首先达到平衡,即T2>T1,随着温度的升高,甲醇的物质的量减少,说明平衡向逆反应方向进行,即正反应为放热反应,温度越高,化学平衡常数越小,即T1的平衡常数比T2时的大,故②错误;③根据②的分析,该反应为放热反应,故③正确;④T1到T2,温度升高,平衡向逆反应方向进行,H2的物质的量增大,甲醇的物质的量减少,因此此比值增大,故④正确;(3)达到平衡时,消耗CO2的物质的量为αmol,气体物质的量减少2αmol,即达到平衡时气体物质的量为(4-2α)mol,相同条件下,压强之比等于物质的量之比,即容器内的压强与起始压强之比等于(4-2α):4=(2-α) :2。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】硫酸镍是电镀工业必不可少的化工原料。从不锈钢废渣(主要含Fe 42.35%、Cr 9.67%、Ni 5.1%、C 4.7%、Si 3.39%等)中制取硫酸镍晶体的工艺流程如下:
已知:①Cr3+与氨水反应时有少量Cr3+生成[Cr(NH3)6]3+,但加热时该络合物易分解。Ni2+与氨水反应生成[Ni(NH3)6]2+,该络合物加热时稳定,用硫酸酸化时生成相应的硫酸盐。
②Na2CrO4溶液中加酸调节pH为3.5时,CrO42﹣转化为Cr2O72﹣。
③相关物质在不同温度时溶解度如下表:
温度溶解度/g物质 | 20℃ | 30℃ | 40℃ | 60℃ | 80℃ | 90℃ |
Na2SO4 | 19.5 | 40.8 | 48.8 | 45.3 | 43.7 | 42.7 |
Na2Cr2O7 | 183 | 198 | 215 | 269 | 376 | 405 |
(1)“酸浸”后得到的溶液中主要含有FeSO4、NiSO4、Cr2(SO4)3,生成NiSO4的化学方程式为_____。“酸浸”时需控制温度为90℃左右,可以采用的加热方式是_____。
(2)“过滤”前,适当加热的目的是_____。
(3)对“过滤”所得的滤渣进行洗涤,检验滤渣已洗涤干净的方法是_____。
(4)“过滤”时产生的滤渣可用于制备Na2Cr2O7晶体。
①滤渣经干燥后与Na2CO3混合在空气中煅烧生成Na2CrO4和CO2,此反应的化学方程式为_____。
②请补充完整上述煅烧后混合物制备Na2Cr2O7晶体(橙红色)的实验方案:水浸,过滤,_____,得Na2Cr2O7晶体(必须使用的试剂有:硫酸,蒸馏水)。
【题目】氨在工农业生产中应用广泛。在压强为30 MPa时,合成氨平衡混合气体中NH3的体积分数如下:
温度/℃ | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 |
氨含量/% | 89.9 | 71.0 | 47.0 | 26.4 | 13.8 |
请回答:
(1)根据表中数据,结合化学平衡移动原理,说明合成氨反应是放热反应的原因是__________________________________________________。
(2)根据下图,合成氨的热化学方程式是__________________________。
(3)取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量________92.2 kJ(填“大于”“等于”或“小于”),原因是________________________;若加入催化剂,ΔH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)已知:分别破坏1 mol N≡N键、1 mol H—H键需要吸收的能量为:946 kJ、436 kJ,则破坏1 mol N—H键需要吸收的能量为________kJ。
(5)N2H4可视为:NH3分子中的H被—NH2取代的产物。发射卫星用N2H4(g)为燃料,NO2为氧化剂生成N2和H2O(g)。
已知:N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH1=+67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ·mol-1。
则:1 mol N2H4与NO2完全反应的热化学方程式为____________________。