【题目】反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表:
温度(绝对温度) | K1 | K2 |
973 | 1.47 | 2.38 |
1173 | 2.15 | 1.67 |
(1)计算温度为973K时,反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) K=__________;
(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g), 在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2进行反应。
①该反应能够自发进行的原因是___________________________。
②下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________。
a.降低温度 b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2O(g)从体系中分离出来 d.再充入1 mol CO2和3 mol H2
③在温度T1时,当反应达到平衡时,测得n(H2)=2.4 mol;其他条件不变,在温度T2时,当反应达到平衡时,测得n(CO2)=0.82 mol,则T2________T1(填“>”、“<”或“=”)。
(3)某实验将一定量的CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同条件下发生反应:CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。测得CH3OH的物质的量随时间变化如下图所示,回答问题:
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ(填“>”、“<”或“=”)。
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。
容器 | 甲 | 乙 |
反应物 投入量 | 1 mol CO2、3 mol H2 | a mol CO2、b mol H2、 c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g) |
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的浓度相等,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为________________ 。
【答案】0.62△H<0acd>>0.4<c≤1
【解析】
(1)①i.Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),K1=,ii.Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g),K2=
,方程式i-ii得CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)则K=
=
,温度为973K时:K=
=0.62,故答案为:0.62;
(2)①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),反应的△S<0,要使得反应能够自发进行,需要△G=△H-T△S<0,则△H<0,故答案为:△H<0;
②根据①的分析,CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。a.降低温度,平衡正向移动,c(CH3OH)增大,正确;b.充入He(g),使体系压强增大,平衡不移动,c(CH3OH)不变,错误;c.将H2O(g)从体系中分离出来,平衡正向移动,c(CH3OH)增大,正确;d.再充入1 mol CO2和3 mol H2,平衡正向移动,c(CH3OH)增大,正确;故选acd;
③在温度T1时,当反应达到平衡时,测得n(H2)=2.4 mol,根据方程式CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),反应0.6mol氢气,同时反应0.2mol二氧化碳,剩余二氧化碳0.8mol;其他条件不变,在温度T2时,当反应达到平衡时,测得n(CO2)=0.82 mol,说明平衡逆向移动,因此需要升高温度,即T2>T1,故答案为:>;
(3)①根据图像分析可知,先拐先平,Ⅱ温度高,反应是放热反应,升高温度,平衡逆向进行,平衡常数减小,所以K1>K2,故答案为:>;
②设反应的二氧化碳的物质的量为x
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
初始量(mol):1 3 0 0
转化量(mol):x 3x x x
平衡量(mol):1-x 3-3x x x
甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,即=0.8 ,解得x=0.4mol,依题意:甲、乙为等同平衡,且起始时维持反应逆向进行,所以全部由生成物投料,c= 1,c 的物质的量不能低于平衡时的物质的量0.4mol,所以c的范围为:0.4<n(c)≤1,故答案为:0.4<c≤1。
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【题目】现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H,它们之间的相互转化关系如下图所示(图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出)。
请回答下列问题:
(1)写出 B、乙的化学式:B______、乙________, E的名称:________。
(2)写出下列反应的化学方程式:
反应⑤ _______________;
反应⑥________________。
(3)写出下列反应的离子方程式:
反应①___________;
反应③______________;
(4)若向F的溶液中滴入适量D的溶液,现象是:________________________________
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【题目】下列说法中不正确的是( )
A. 人类历史上使用最早的合金是青铜
B. 钢属于铁合金
C. 目前世界上使用量最大的合金是铝合金
D. 目前世界上用途最广的是合金钢
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【题目】下列关于硅单质及其化合物的说法错误的是( )
A.硅是构成岩石和矿物的基本元素
B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
C.高纯度的硅单质广泛用于制作半导体材料
D.水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品
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【题目】Ⅰ.辉铜矿主要成分为Cu2S,软锰矿主要成分为MnO2,它们都含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如图:
已知:①MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫;
②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定,在热水中会分解生成NH3;
③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算):
开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH | |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Mn2+ | 8.3 | 9.8 |
Cu2+ | 4.4 | 6.4 |
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有________________(任写一种)。
(2)调节浸出液pH的范围为________,其目的是____________________。
(3)本工艺中可循环使用的物质是________(写化学式)。
(4)在该工艺的“加热驱氨”环节,若加热的温度较低或过高,都将造成__________的结果。
Ⅱ.海水开发利用的部分过程如下图所示。
(1)海水中提取的NaCl中若混有少量的KClO3固体(KClO3溶解度随温度变化大),可通过______、________、_________的操作净化。
(2)生成Mg(OH)2用的沉淀剂一般是生石灰或熟石灰,所以Mg(OH)2沉淀中会混有Ca(OH)2,可通过反复洗涤去除Ca(OH)2,检验沉淀是否洗净的操作方法_______________。
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【题目】下列烷烃:①CH3(CH2)2CH3、②CH3(CH2)3CH3、③(CH3)3CH、④(CH3)2CHCH2CH3,其沸点由高到低排列的顺序是( )
A. ②④①③B. ④②③①C. ④②①③D. ②④③①
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【题目】对于A2 + 3B22C+D的反应来说,以下化学反应速率的表示中,反应速率最快的是( )
A.v(B2) =0.8mol(Ls)-1 B.v(A2) =0.4 mol(Ls)-1
C.v(C) =0.6 mol(Ls)-1 D.v(D) =0.1 mol(Ls)-1
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【题目】苯乙酸铜是合成纳米氧化铜的重要前驱体之一,可采用苯乙腈()为原料在实验室进行合成。制备苯乙酸的装置如右图(加热和夹持仪器略去)。已知苯乙酸的熔点为76.5℃,微溶于冷水,易溶于乙醇。
在250mL三口瓶A中加入70mL质量分数为70%的硫酸和几片碎瓷片,加热至100℃,再缓缓滴入46.8g苯乙腈,然后升温至130℃,发生反应:
+2H2O+H2SO4
+NH4HSO4
请回答:
(1)甲同学提出为使反应物受热均匀,可以采取水浴加热。老师否定了这个建议,原因是_______。
(2)乙同学提出装置中缺少温度计,温度计水银球的合理位置是_______。
(3)本实验采用了滴液漏斗。与普通分液漏斗相比,滴液漏斗的优点是_______。
(4)反应结束后需先加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是_______,分离出苯乙酸的操作是_______。
(5)提纯粗苯乙酸最终得到19g纯品,则苯乙酸的产率是_____%(结果保留整数)。
(6)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后加入Cu(OH)2,搅拌30min,过滤。滤液静置一段时间可以析出苯乙酸铜晶体。此步骤中用到乙醇的作用是______;写出此步发生反应的化学方程式_______。
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