摘要:能利用化学平衡原理判断平衡移动的方向以及由此引起的反应转化率.各组分的体积分数.压强.平均相对分子质量的变化;

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(2013?淄博一模)请运用化学反应原理的相关知识研究元素及其化合物的性质.
(1)工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1=-116KJ?mol-1
又知:CO(g)+
1
2
O2(g)═CO2(g)△H2=-283KJ?mol-1
      H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(g)△H3=-242KJ?mol-1
      H2(g)+
1
2
 O2(g)═H2O(g)△H4=-286KJ?mol-1
则甲醇的燃烧热为
-739kJ?mol-1
-739kJ?mol-1
.
(2)T℃时,向2L密闭容器中充入4mol CO和6mol H2,5min后达平衡时CH3OH物质的量为2mol.该反应的速率v(H2)为
0.4mol/(L?min)
0.4mol/(L?min)
;下列措施中有利于增大该反应的反应速率且提高转化率的是
d
d
.
a.随时将CH3OH与反应混合物分离
b.降低反应温度
c.使用高效催化剂
d.增大体系压强
(3)在密闭容器中充有10mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,CO的转化率(a)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示.
①A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间,tA
大于
大于
tc(填“大于”、“小于’’或“等于“).
②若A点时容器的体积为10L,该温度下B点的平衡常数K=
1
1
.
(4)Na2SO3的水溶液呈
碱
碱
(填“酸”、“中”、‘‘碱”)性,原因是(用离子方程式表示):
SO32-+H2O?HSO3-+OH-
SO32-+H2O?HSO3-+OH-
;把CaCO3浊液滴入l.0mol/L的Na2SO3溶液中,能否产生CaSO3沉淀?若不能,说明原因;若可行,请简述判断依据及转化过程
可行,判断依据是:由Ksp(CaSO3)/Ksp(CaCO3)=50知,当CaSO3与CaCO3的混合液中c(SO32-)>50c(CO32-)时,即发生由CaCO3向CaSO3的转变;转化过程为:把CaCO3浊液滴入0.1mol/L的Na2SO3溶液中时,溶液中的c(Ca2+)与c(SO32-)之积大于Ksp(CaSO3),生成CaSO3沉淀,导致溶液中c(Ca2+)减小,使CaCO3的沉淀溶解平衡CaCO3?Ca2++CO32-,向着溶解的方向移动,导致CaCO3溶解.
可行,判断依据是:由Ksp(CaSO3)/Ksp(CaCO3)=50知,当CaSO3与CaCO3的混合液中c(SO32-)>50c(CO32-)时,即发生由CaCO3向CaSO3的转变;转化过程为:把CaCO3浊液滴入0.1mol/L的Na2SO3溶液中时,溶液中的c(Ca2+)与c(SO32-)之积大于Ksp(CaSO3),生成CaSO3沉淀,导致溶液中c(Ca2+)减小,使CaCO3的沉淀溶解平衡CaCO3?Ca2++CO32-,向着溶解的方向移动,导致CaCO3溶解.

(已知:Ksp(CaSO3)=1.4×10-7,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9).
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“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。

(1)写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式???????????????????? 。

已知:? ① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)??? ΔH=-41kJ·mol-1

② C(s)+2H2(g)CH4(g)??????????? ΔH=-73kJ·mol-1

③ 2CO(g)C(s)+CO2(g)???? ????? ΔH=-171kJ·mol-1

(2)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)。已知一定条件下,该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的变化曲线如下左图:

①在其他条件不变时,请在上图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2) / n(CO2)]变化的曲线图。

②某温度下,将2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是??? ? ??? ?? ;

A. P3>P2,T3>T2???????? B. P1>P3,T1>T3??? C. P2>P4,T4>T2???????? D. P1>P4,T2>T3

③在恒容密闭容器里按体积比为1:3充入二氧化碳和氢 气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是 ????? ;

A. 正反应速率先增大后减小

B. 逆反应速率先增大后减小

C. 化学平衡常数K值增大

D. 反应物的体积百分含量增大

E. 混合气体的密度减小

F. 氢气的转化率减小

(3)最近科学家再次提出“绿色化学”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。甲醇可制作燃料电池,写出以稀硫酸为电解质甲醇燃料电池负极反应式__?????????????????????????? ?? 。以此燃料电池作为外接电源按图所示电解硫酸铜溶液,如果起始时盛有1000mL pH=5的硫酸铜溶液(25℃,CuSO4足量),一段时间后溶液的pH变为1,此时可观察到的现象是????????????????????? ;若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入?????? (填物质名称),其质量约为??? g。

 

 

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