【题目】以CH4和 H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下:
已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566 kJ·mol-1,CH3OCH3 (g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O (g) △H=-1323 kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484 kJ·mol-1。
(1)反应室3中发生反应:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)。该反应在一定条件下能自发进行的原因是_____。
(2)反应室2中发生反应:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O (g) △H=_____。
(3)反应室1中发生反应:CH4(g)+H2O (g) CO(g)+3H2(g)。对此反应进行如下研究:T℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CH4(g)和H2O (g)进行反应,实验测得反应过程中的部分数据见下表(表中t1<t2):
反应时间/min | n(CH4)/mol | n(H2O)/ mol |
0 | 1.20 | 0.60 |
t1 | 0.80 | |
t2 | 0.20 |
①反应从开始到t1分钟时的平均反应速率为v(H2)=_______mol·L-1·min-1。
②若保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60 mol CH4和1.20 mol H2O,反应一段时间后,测得容器中H2的物质的量为0.60 mol,则此时v正______v逆(填“>”、“<”或“=”)。
③若上述反应改变某一条件,测得H2的物质的量随时间变化见图中曲线B(A为原反应的曲线),则改变的条件可能是_________。
(4)以反应室1出来的CO和H2为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质构成的一种碳酸盐燃料电池如右上图所示。
①该电池的正极反应式为_____。
②若电路中流过4 mol电子,则理论上消耗CO和H2的总体积为________L(标准状况)。
【题目】在2 L的密闭容器内,500℃时反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)ΔH<0体系中,n(SO2)随时间的变化如表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(SO2)(mol) | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=______________________。
(2)下图表示SO3的变化的曲线是__________。用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=______________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a.v(SO3)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(SO2)=2v正(O2) d.容器内密度保持不变
(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是________。
a.及时分离出SO3气体 b.适当升高温度 c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
(5)若在容积均为2 L的密闭容器内,500℃时按不同方式投入反应物,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0),保持恒温恒容。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:
实验 | 甲 | 乙 | 丙 |
初始投料 | 2molSO2、 1molO2 | 2molSO3 | 4molSO2、 2molO2 |
平衡时n(SO3) | 0.5mol | n2 | n3 |
反应的能量变化 | 放出Q1kJ | 吸收Q2kJ | 放出Q3kJ |
体系的压强 | p1 | p2 | p3 |
反应物的转化率 | α1 | α2 | α3 |
三个容器中的反应分别达平衡时下列各组数据关系正确的是____(填字母)。
A.α1+α2=1 B. Q1+Q2=Q C. α3<α1 D. p3<2p1=2p2 E. n2<n3<1.0mol F. Q3=2Q1
(6)在一定条件下进行反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),如图所示。
相同温度下,在甲、乙两容器中各投入2molSO2、1molO2,甲、乙两容器的初始体积均为1L,甲、乙容器达到平衡所用时间:甲____(填“>”、“<”或“=”,下同)乙,平衡时SO2的转化率:甲____乙。
【题目】已知25 ℃时部分弱电解质的电离平衡常数如下表所示:
化学式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO | |
平衡常数 | Ka=1.8×10-5 | Ka1=4.3×10-7 | Ka2=5.6×10-11 | Ka=3.0×10-8 |
回答下列问题:
(1)物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的四种溶液:
a. CH3COOH b. H2CO3 c. NaHCO3 d. HClO
pH由小到大的排列顺序是____(填字母)。
(2)常温下,0.1 mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数值变大的是____(填字母)。
A. c(H+) B. C. c(H+)·c(OH-) D. E.
(3)体积均为100 mL、pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示,则HX的电离平衡常数____(填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数,理由是____。在上述体积、pH均相同的CH3COOH与一元酸HX中加入足量的锌,生成的氢气在相同情况的体积大小关系为:CH3COOH____(填“大于”、“小于”或“等于”)HX