【题目】甲醇是一种可再生能源,由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58 kJmol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H3=-90.77 kJmol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的△H2=_________,若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常数分别为K1、K2、K3,则K2=________(用K1、K3表示)。
(2)反应Ⅲ自发进行条件是___________(填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”)。
(3)在一定条件下2 L恒容密闭容器中充入3 mol H2和1.5 mol CO2,仅发生反应Ⅰ,实验测得不同反应温度与体系中CO2的平衡转化率的关系,如下表所示。
温度(℃) | 500 | T |
CO2的平衡转化率 | 60℅ | 40℅ |
①T______500℃(填“>”、“<” 、“=”)。
②温度为500℃时,该反应10 min时达到平衡。用H2表示该反应的反应速率v(H2)=______________;该温度下,反应I的平衡常数K=______________L2/mol2
(4)由CO2制备甲醇还需要氢气。工业上用电解法制取Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH
FeO42+3H2↑,工作原理如图所示。电解一段时间后,c(OH)降低的区域在__________ (填“阴极室”或“阳极室”)。该室发生的电极反应式为:___________________________。
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【题目】化学反应速率是描述化学反应进行快慢程度的物理量。下面是某同学测定化学反应速率并探究其影响因素的实验。
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Ⅰ.测定化学反应速率
该同学利用如图装置测定化学反应速率。
(1)写出该反应的离子方程式 ___________________________________________________;为保证实验准确性、可靠性,利用该装置进行实验前应先进行的步骤是______________;除如图所示的实验用品、仪器外,还需要的一件实验仪器是__________________。
(2)若在2 min时收集到224 mL(已折算成标准状况)气体,可计算出该2 min内H+的反应速率,而该测定值比实际值偏小,其原因是____________________________________________。
(3)试简述测定该反应的化学反应速率的其他方法:_______________________________________________(写一种)。
Ⅱ.为探讨化学反应速率的影响因素,某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K,每次实验HNO3的用量为25.0 mL、大理石用量为10.00 g。
(4)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
实验编号 | T/K | 大理石规格 | HNO3浓度/mol·L-1 | 实验目的 |
① | 298 | 粗颗粒 | 2.00 | (Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响; (Ⅱ)实验①和______探究温度对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和______探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响。 |
② | _______ | 粗颗粒 | ______ | |
③ | ____ | ___ | 2.00 | |
④ | 298 | ________ | _____ |