4.甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O(g)为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇.请回答下列问题:
(1)将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室(容积为100L)中,在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)(Ⅰ)
CH4的转化率与温度、压强的关系如图1所示.
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为0.003mol•L-1•min-1.
②图中的p1<p2(填“<”、“>”或“=”),100℃时的平衡常数为2.25×10-4.
③该反应的△H>0,△S>0(填“<”、“>”或“=”).
(2)在压强为0.1MPa条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH△H<0 (Ⅱ)
①若容器的容积不变,下列措施可增大甲醇产率的是ABD(填序号).
A.降低温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离出来
C.恒容下充入He,使体系的总压强增大
D.再充入a mol CO和3a mol H2
②为了寻找合成甲醇的适宜温度和压强,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在了下面的实验设计表中.
a.表中剩余的实验数据:n=180,m=$\frac{2}{3}$.
b.根据反应Ⅱ的特点,如图是在压强分别为0.2MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线,请指明图2中的压强px=0.2MPa.
(1)将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室(容积为100L)中,在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)(Ⅰ)
CH4的转化率与温度、压强的关系如图1所示.
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为0.003mol•L-1•min-1.
②图中的p1<p2(填“<”、“>”或“=”),100℃时的平衡常数为2.25×10-4.
③该反应的△H>0,△S>0(填“<”、“>”或“=”).
(2)在压强为0.1MPa条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH△H<0 (Ⅱ)
①若容器的容积不变,下列措施可增大甲醇产率的是ABD(填序号).
A.降低温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离出来
C.恒容下充入He,使体系的总压强增大
D.再充入a mol CO和3a mol H2
②为了寻找合成甲醇的适宜温度和压强,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在了下面的实验设计表中.
| 实验编号 | T(℃) | n(CO)/n(H2) | P(MPa) |
| 1 | 180 | $\frac{2}{3}$ | 0.1 |
| 2 | n | $\frac{2}{3}$ | 5 |
| 3 | 350 | m | 5 |
b.根据反应Ⅱ的特点,如图是在压强分别为0.2MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线,请指明图2中的压强px=0.2MPa.
3.已知A(g)+B(g)?C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
请回答下列问题:
(1)该反应平衡常数表达式为K=$\frac{c(C)•c(D)}{c(A)•c(B)}$;△H<0(选填“>”、“<”或“=”).
(2)830℃时,向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,若测得反应初始至6S内A的平均反应速率v(A)=0.002mol•L-1•S-1,则6S时c(A)=0.028 mol•L-1;C的物质的量为0.06mol.
(3)在与(2)相同的温度、容器及A、B配比下反应经一段时间后达到平衡,此时A的转化率为80%;保持温度、容器不变,再向密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,此时A的转化率为80%;如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气,则平衡时A的转化率不变(选填“增大”、“减小”、“不变”).
(4)判断该反应是否达到平衡的依据为ce(填正确选项的字母).
a.压强不随时间改变
b.气体的密度不随时间改变
c.c(A)不随时间改变
d.单位时间里生成C和D的物质的量相等
e.单位时间内生成amolA的同时,消耗amolB
(5)1200℃时反应C(g)+D(g)?A(g)+B(g)的平衡常数的值为2.5.
| 温度/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
| 平衡常数 | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
(1)该反应平衡常数表达式为K=$\frac{c(C)•c(D)}{c(A)•c(B)}$;△H<0(选填“>”、“<”或“=”).
(2)830℃时,向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,若测得反应初始至6S内A的平均反应速率v(A)=0.002mol•L-1•S-1,则6S时c(A)=0.028 mol•L-1;C的物质的量为0.06mol.
(3)在与(2)相同的温度、容器及A、B配比下反应经一段时间后达到平衡,此时A的转化率为80%;保持温度、容器不变,再向密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,此时A的转化率为80%;如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气,则平衡时A的转化率不变(选填“增大”、“减小”、“不变”).
(4)判断该反应是否达到平衡的依据为ce(填正确选项的字母).
a.压强不随时间改变
b.气体的密度不随时间改变
c.c(A)不随时间改变
d.单位时间里生成C和D的物质的量相等
e.单位时间内生成amolA的同时,消耗amolB
(5)1200℃时反应C(g)+D(g)?A(g)+B(g)的平衡常数的值为2.5.
2.一定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g)?H2(g)+I2(s)△H>0,若0~15s内c(HI)由0.1mol•L-1降到0.07mol•L-1,则下列说法正确的是( )
| A. | 0~15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.001 mol•L-1•s-1 | |
| B. | c(HI)由0.07 mol•L-1降到0.05 mol•L-1所需的反应时间小于10 s | |
| C. | 升高温度正反应速率加快,逆反应速率减慢 | |
| D. | 减小反应体系的体积,化学反应速率加快 |
1.实验室采用简易装置模拟工业炼铁原理,实验装置如图,实验步骤如下:

①按图连接好装置,检查装置气密性.
②称取0.2000gFe2O3于石英试管中,点燃I处酒精灯,缓慢滴入甲醇.
③在完成某项操作后,点燃另外两处酒精灯.
④30min后停止加热,关闭弹簧夹.
⑤待产物冷却至室温后,收集产物.
⑥采用如上方法分别收集带金属网罩酒精灯(金属网罩可以集中火焰、提高温度)和酒精喷灯加热的产物.
请回答下列问题:
(1)制备CO的原理是利用甲醇(HCOOH)在浓硫酸加热条件下的分解制得,写出该反应的化学方程式HCOOH $→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H2O;
(2)实验步骤③应在检验CO纯度后,先点燃II(填“II”或“III”)处酒精灯;
(3)实验步骤⑤产物冷却至室温时应注意继续通入CO(或隔绝空气);
(4)已知FeO、Fe2O3、Fe3O4中氧元素的质量分数分别为:22.2%、30%、27.6%.利用能谱分析测出3种样品所含元素种类和各元素的质量分数如下表:分析各元素的质量分数可知前二种加热方式得到的产物为混合物,其中酒精灯加热所得产物的组成最多有9种;
(5)通过进一步的仪器分析测出前两种加热方式得到的固体粉末成分均为Fe3O4和Fe,用酒精喷灯加热得到的固体粉末成分为Fe.请计算利用酒精灯加热方式混合物中Fe3O4和Fe的质量比为12:1(要求保留整数);
(6)通过查资料获取如下信息:I.酒精灯平均温度为600℃,加网罩酒精灯平均温度为700℃,酒精灯平均温度为930℃.II.资料指出当反应温度高于710,Fe能稳定存在,680℃~710℃之间,FeO稳定存在,低于680℃,则主要是Fe3O4,试分析酒精灯加热条件下生成Fe的原因是长时间集中加热使局部温度达到还原生成铁所需要的温度;生成Fe的过程中发生的所有反应的化学方程式3Fe2O3+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe3O4+CO2,Fe3O4+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3FeO+CO2,Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3CO2.
①按图连接好装置,检查装置气密性.
②称取0.2000gFe2O3于石英试管中,点燃I处酒精灯,缓慢滴入甲醇.
③在完成某项操作后,点燃另外两处酒精灯.
④30min后停止加热,关闭弹簧夹.
⑤待产物冷却至室温后,收集产物.
⑥采用如上方法分别收集带金属网罩酒精灯(金属网罩可以集中火焰、提高温度)和酒精喷灯加热的产物.
请回答下列问题:
(1)制备CO的原理是利用甲醇(HCOOH)在浓硫酸加热条件下的分解制得,写出该反应的化学方程式HCOOH $→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H2O;
(2)实验步骤③应在检验CO纯度后,先点燃II(填“II”或“III”)处酒精灯;
(3)实验步骤⑤产物冷却至室温时应注意继续通入CO(或隔绝空气);
(4)已知FeO、Fe2O3、Fe3O4中氧元素的质量分数分别为:22.2%、30%、27.6%.利用能谱分析测出3种样品所含元素种类和各元素的质量分数如下表:分析各元素的质量分数可知前二种加热方式得到的产物为混合物,其中酒精灯加热所得产物的组成最多有9种;
| 加热方式 | 产物元素组成 | 各元素的质量分数/% | |
| Fe | O | ||
| 酒精灯 | Fe和O | 74.50 | 25.50 |
| 带网罩酒精灯 | Fe和O | 76.48 | 23.52 |
| 酒精喷灯 | Fe | 100.00 | 0.00 |
(6)通过查资料获取如下信息:I.酒精灯平均温度为600℃,加网罩酒精灯平均温度为700℃,酒精灯平均温度为930℃.II.资料指出当反应温度高于710,Fe能稳定存在,680℃~710℃之间,FeO稳定存在,低于680℃,则主要是Fe3O4,试分析酒精灯加热条件下生成Fe的原因是长时间集中加热使局部温度达到还原生成铁所需要的温度;生成Fe的过程中发生的所有反应的化学方程式3Fe2O3+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe3O4+CO2,Fe3O4+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3FeO+CO2,Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3CO2.
19.
在如图所示的量热计中,将100mL0.50mol•L-1CH3COOH溶液与100mL0.55mol•L-1NaOH溶液混合,温度从25.0℃升高到27.7℃.已知该量热计的热容常数(量热计各部件每升高1℃所需的热量)是150.5J•℃-1,生成溶液的比热容为4.184J•g-1•℃-1,两溶液的密度均近似为1g•mL-1.下列说法错误的是( )
| A. | CH3COOH溶液与NaOH溶液的反应为吸热反应 | |
| B. | 所加NaOH溶液过量,目的是保证CH3COOH溶液完全被中和 | |
| C. | 若量热计的保温瓶绝热效果不好,则所测△H偏大 | |
| D. | CH3COOH的中和热△H为-53.3KJ•mol-1 |
17.下列说法正确的是( )
| A. | 反应C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)的△H>0,△S>0 | |
| B. | 铅酸蓄电池放电时,负极质量减少,正极质量增加 | |
| C. | 向Na2S溶液中加入少量NaOH固体后,溶液中c(Na+)/c(S2- )减少 | |
| D. | 向平衡体系CH3COOH+C2H5OH?CH3COOC2H5+H2O中,加少量浓硫酸,乙酸转化率不变 |
14.各可逆反应达平衡后,改变反应条件,其变化趋势正确的是( )
0 162205 162213 162219 162223 162229 162231 162235 162241 162243 162249 162255 162259 162261 162265 162271 162273 162279 162283 162285 162289 162291 162295 162297 162299 162300 162301 162303 162304 162305 162307 162309 162313 162315 162319 162321 162325 162331 162333 162339 162343 162345 162349 162355 162361 162363 162369 162373 162375 162381 162385 162391 162399 203614
| A. | CH3OCH3(g)+3H2O(g)?6H2(g)+2CO2(g):△H>0 | B. | CH3COOH?H++CH3COO- | ||
| C. | FeCl3+3KSCN?Fe(SCN)3+3KCl | D. | N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) |