题目内容
【题目】甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1〈0
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3〉0
回答下列问题:
(1)反应①的化学平衡常数K的表达式为 ;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 (填曲线标记字母),其判断理由是 。
(2)合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率(a)与温度和压强的关系如图2所示。a(CO)值随温度升高而 (填“增大”或“减小”),其原因是 。图2中的压强由大到小为_____,其判断理由是_____。
(3)Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)
在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 120 |
x(HI) | 1 | 0.91 | 0.85 | 0.815 | 0.795 | 0. 784 |
x(HI) | 0 | 0.60 | 0.73 | 0.773 | 0.780 | 0.784 |
上述反应中,正反应速率为v正= k正·x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆·x(H2)·x(I2),其中k正、k逆为速率常数, 其中k正、k逆为速率常数,则k逆为________(以K和k正表示)。若k正 = 0.0027min-1,在t=40min时,v正=__________。
【答案】(1);a;反应①为放热反应,平衡常数应随温度升高变小;(2)减小;
升高温度时,反应①为放热反应,平衡向向左移动,使得体系中CO的量增大;反应③为吸热反应,平衡向右移动,又产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低;P3>P2>P1;相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应③为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响,故增大压强时,有利于CO的转化率升高
(3)k逆=K·k正;1.95×10-3
【解析】
试题分析:(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则根据反应的化学方程式为可知该反应的平衡常数表达式
;由于反应①为放热反应,平衡常数应随温度升高变小,所以图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为a;
(2)反应①为放热反应,升高温度时,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应③为吸热反应,平衡向右移动,又产生CO的量增大;因此最终结果是随温度升高,使CO的转化率降低;相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应③为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响,故增大压强时,有利于CO的转化率升高,所以图2中的压强由大到小为P3>P2>P1。
(3)平衡时v正=v逆,所以k正x2(HI) =k逆x(H2)x(I2),结合平衡常数表达式可知k逆=K·k正;v正=k正x2(HI)=0.0027min-1×(0.85)2=1.95×10-3。
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【题目】中国环境监测数据显示,颗粒物(PM2.5等)为雾霾过程中影响空气质量最显著的污染物,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题:
Ⅰ.改变煤的利用方式可减少环境污染,通常可将水蒸气通过红热的碳得到水煤气。
(1)煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为
(已知:H2S:Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15;H2CO3:Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11)
(2)现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通人到体积为2L的恒容密闭容器中发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH,得到两组数据
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 |
该反应的H 0(填“<”或“>”);若在7500C时,另做一组实验,在2L的恒容密闭容器中加入lmol CO,3mo1 H2O,2mo1 CO2,5mol H2,则此时正 逆(填“<”,“>”,“=”)。
(3)一定条件下,某密闭容器中已建立A(g)+B(g) C(g)+D(g)/span> △H>0的化学平衡,其时间速率图像如图,下列选项中对于t1时刻采取的可能操作及其平衡移动情况判断正确的是
A.减小压强,同时升高温度,平衡正向移动
B.增加A(g)浓度,同时降低温度,平衡不移动
C.保持容器温度压强不变通入稀有气体,平衡不移动
Ⅱ.压缩天然气(CNG)汽车的优点之一是利用催化技术将NOx转变成无毒的CO2和N2。
①CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1<0
②CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) △H2<0
(4)收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数),若用甲烷将其完全转化为无害气体,处理1×104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g,则尾气中V (NO)︰V (NO2)= 。
(5)在不同条件下,NO的分解产物不同。在高压下,NO(即X)在40℃下分解生成两种化合物(即Y、Z),体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图所示。写出Y和Z的化学式:
(6) 某研究性学习小组,为研究光化学烟雾消长规律,在一烟雾实验箱中,测得烟雾的主要成分为RH(烃)、NO、NO2、O3、PAN(CH3COOONO2),各种物质的相对浓度随时间的消失,记录于右图,根据图中数据,下列推论,最不合理的是
A.NO的消失的速率比RH快
B.NO生成NO2
C.RH及NO2可以生成PAN及O3
D.O3生成PAN
【题目】(1)锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围有碳粉,二氧化锰,氯化锌和氯化铵等组成的填充物,该电池在放电过程产生MnOOH(难溶于水),回收处理该废电池可以得到多种化工原料,有关数据下图所示:
溶解度/(g/100g水)
温度/℃ 化合物 | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
NH4Cl | 29.3 | 37.2 | 45.8 | 55.3 | 65.6 | 77.3 |
ZnCl2 | 343 | 395 | 452 | 488 | 541 | 614 |
化合物 | Zn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp近似值 | 10-17 | 10-17 | 10-39 |
回答下列问题:
①普通锌锰电池放电时发生的主要反应为:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH。该电池中,负极材料主要是________,正极发生的主要反应式是 。
加碱调节溶液pH,使溶液中氢氧根离子浓度达到 mol/L,铁刚好完全沉淀(离子浓度小于1×10-5mol/L时,即可认为该离子沉淀完全)。继续加碱调节pH为 ,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1mol/L)。
(2)在分析化学中常用Na2C2O4晶体(溶液无色)作为基准物质测定KMnO4溶液的浓度。在H2SO4溶液中,反应如下:2MnO+5C2O+16H+2Mn2+(溶液无色)+10CO2↑+8H2O。
①若将W g Na2C2O4配成100 mL标准溶液,移取20.00 mL置于锥形瓶中,则酸性KMnO4溶液应装在__________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。本次滴定 选择指示剂(填“需要”、“不需要”)。判断滴定达终点的现象是____ ___。
②若滴定管起始读数和终点读数如图所示,则酸性KMnO4的物质的量浓度为_ (填表达式)。
③若滴定完毕立即读数,测定的KMnO4溶液的浓度___(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。