题目内容
将A和B的混合气体注入容积一定的密闭容器中,已知A和B的起始浓度分别为5mol·L-1和3 mol·L-1,发生可逆反应:2A(g)+3B(g)①A和B的平衡时的浓度之比为5:3 ②x=2 ③B的平衡浓度为1.5 mol·L-1 ④A的转化率为20%
A.只有② B.只有①②
C.只有②③④ D.只有③④
C
【解析】本题相关计算如下:
2 A(g)+3 B(g)
xC(g)+D(g)
起始浓度(mol/L) 5 3 0 0
反应浓度(mol/L) 1 1.5 1 0.5
平衡浓度(mol/L) 4 1.5 1 0.5
转化率 20% 50%
由此可以推出x=1,故正确答案为C。
(9分)短周期主族元素A、B、C、D、E在元素周期表中的位置如图所示。请回答下列问题:
| | B | C | D | |
| A | | | | E |
(2)E的氢化物与其最高价氧化物对应水化物的钾盐共热能发生反应,生成一种气体单质。反应的化学方程式为 ;
(3)C有多种氧化物,其中甲的相对分子质量最小,在一定条件下2L甲气体与0.5L氧气相混合,若该气体混合物被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留,所生成的含氧酸盐的化学式是 ;
(4)在298K下,A、B的单质各1 mol 完全燃烧,分别放出热量aKJ和bKJ,又知一定条件下,A的单质能将B从它的最高价氧化物中置换出来。若此置换反应生成3mol B的单质,则该反应在298K下的△H (注:题中所设单质的为稳定单质)。
(5)要证明与D同主族且相邻的元素的非金属性与E的非金属性强弱,正确、合理的实验操作及现象是 。
(本题共8分)
水煤气法制甲醇工艺流程框图如下
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(注:除去水蒸气后的水煤气含55~59%的H2,15~18%的CO,11~13%的CO2,少量的H2S、CH4,除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气,即可进行甲醇合成)
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。① 此反应的化学平衡常数表达式为
;
②下列能提高碳的平衡转化率的措施是 。
A.加入C(s) B.加入H2O(g) C.升高温度 D.增大压强
(2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为:
CH4
(g)+3/2O2 (g)
CO (g)+2H2O (g) +519KJ。工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)
① X在T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
② Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③ Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是 (填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是 。
(3)合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应是:2H2(g) + CO(g)
CH3OH(g)+181.6kJ。T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
|
物质 |
H2 |
CO |
CH3OH |
|
浓度/(mol·L-1) |
0.2 |
0.1 |
0.4 |
① 比较此时正、逆反应速率的大小:v正 v逆 (填“>”、“<”或“=”)。
② 若加入同样多的CO、H2,在T5℃反应,10 min后达到平衡,此时c(H2)=0.4 mol·L-1、c(CO)=0.7 mol·L-1、则该时间内反应速率v(CH3OH) = mol·(L·min)-1。
(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是 。