【题目】乙烯是重要的有机化工原料,可由乙醇脱水制备。涉及反应如下:
①2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H1=—23.9 kJmol-1
②2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g) △H2= —29.1kJmol-1
③CH3CH2OH(g)CH3OCH3(g) △H3= +50.7kJmol-1
④C2H5OH(g)C2H4(g)+ H2O(g) △H4=akJmol-1
回答下列问题:
(1)a=___________。
(2)在1.0L密闭容器中放入0.10 mol C2H5OH(g),在一定温度下进行④反应,反应时间(t)与容器内气体总压强(P)的数据见下表:
时间t/h | 0 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 20 | 25 | 30 |
总压强P/100kPa | 4.91 | 5.58 | 6.32 | 7.31 | 8.54 | 9.50 | 9.52 | 9.53 | 9.53 |
①欲提高C2H5OH的平衡转化率,应采取的措施为___________(填字母)。
a.升高温度 b.增大压强
c.通入乙醇 d.降低压强
②由总压强P和起始压强P0计算反应物C2H5OH的转化率(C2H5OH)的表达式为_________,平衡时C2H5OH的转化率为_______(结果保留两位有效数字,下同),该反应的平衡常数K=_________。
③用总压强P和起始压强P0表示反应体系的总物质的量n(总)和反应物C2H5OH的物 质的量n(C2H5OH),n(总)=_____mol,n(C2H5OH)=_____mol。
(3)下表为反应④中反应物浓度与反应时间的数据,分析该反应中c(C2H5OH)变化与时间间隔(△t)的规律,得出的结论是______,由此规律推出反应在12h时c(C2H5OH)等于______molL-1
反应时间t/h | 0 | 4 | 8 | 16 |
c(C2H5OH)/(molL-1) | 0.10 | 0.051 | 0.026 | 0.0065 |
【答案】+45.5 ad ×100% 94% 1.5 0.1×(2-) 达到平衡前每间隔4h,c(C2H5OH)减少约一半 0.013
【解析】
(1)利用盖斯定律构造目标热化学方程式求焓变;
(2)反应是吸热反应,反应前后气体体积增大,结合平衡移动原理分析判断转化率;
(3)相同条件下压强之比等于物质的量之比,反应前后物质的量的增大是反应的C2H5OH的物质的量,结合转化率概念计算得到;依据化学平衡三段式列式计算平衡常数;
(4)依据平衡C2H5OH的浓度计算,依据图表数据分析判断存在的规律。
(1)①2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9kJmol-1,②2CH3OH(g)═C2H4(g)+2H2O(g) △H2=-29.1kJmol-1,③C2H5OH(g)═CH3OCH3(g) △H3=+50.7kJmol-1,根据盖斯定律①-②-③可得:C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g) △H=(-23.9+29.1-50.7)kJ/mol =-45.5kJ/mol,则C2H5OH(g)C2H4(g)+ H2O(g) △H4=+45.5kJmol-1,故答案为:+45.5;
(2)①在一定温度进行如下反应:C2H5OH(g)C2H4(g)+ H2O(g)△H4=+45.5kJmol-1,反应是吸热反应,反应后气体体积增大,根据平衡移动原理分析可知,欲提高乙醇的平衡转化率,平衡需要正向移动,可以升温或减压,故答案为:ad;
②反应后气体物质的量增大量等于反应的乙醇的量,所以由总压强P和起始压强P0计算反应物乙醇的转化率α(C2H5OH)的表达式=×100%;平衡时C2H5OH的转化率=×100%=94.1%;
C2H5OH(g) C2H4(g) + H2O(g)
起始量(mol/L) 0.10 0 0
变化量(mol/L) 0.10×94.1% 0.10×94.1% 0.10×94.1%
平衡量(mol/L)0.10(1-94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1%
K===1.5mol/L,故答案为:×100%;94.1%;1.5mol/L;
(3)①由总压强P和起始压强P0表示反应体系的总物质的量n总和反应物C2H5OH的物质的量n(C2H5OH),依据压强之比等于物质的量之比,n总∶n起始=P∶P0 ,n总=;
C2H5OH(g)C2H4(g)+ H2O(g)
起始量(mol) 0.10 0 0
变化量(mol) x x x
某时刻量(mol)0.10-x x x
(0.10+x)∶0.10=P∶P0,解得:x=,因此n(C2H5OH)=0.10-=0.10×(2-)mol,故答案为:;0.10×(2-);
(3)分析数据特征可知,每隔4h,C2H5OH的浓度减小一半,由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(C2H5OH)==0.013mol/L,故答案为:达到平衡前每间隔4h,c(C2H5OH)减少约一半;0.013。
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【题目】一定温度压强下,用相同质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球,下列说法中正确的是
A. 气球B中装的是O2B. 气球A和气球D中气体物质的量之比为4:1
C. 气球A和气球C中气体分子数相等D. 气球C和气球D中气体密度之比为2:1
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【题目】(1)元素周期表是我们研究物质性质、结构的重要工具,对周期表的熟悉和掌握程度直接影响我们对化学的学习。元素周期表共有七个周期十六个族;第ⅠA族元素(除氢外)的最高价氧化物对应水化物都是易溶于水的强碱,又称为___元素,卤族元素位于第__纵行,最高正价与最低负价的绝对值相等的元素位于___族。
(2)A、B、C、D、E、F、G为原子序数依次增大的前20号元素(此时不考虑稀有气体元素),在周期表中B和C,C和E分别相邻,B、E、G的最外层电子数之和为12。已知部分元素的性质或原子结构如下表:
元素编号 | 元素性质或原子结构 |
A | 该元素有一种核素质量数为1 |
B | 常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性 |
D | 原子的次外层电子数是最外层电子数的两倍 |
①由元素A、B形成的核外电子总数为10e-的两种微粒:___,___(写化学式)。
②C元素在周期中的位置:___。
③C、D形成的化合物在通讯上的重要用途___。
④E与G两元素可形成化合物,用电子式表示其化合物的形成过程:___。
⑤用化学方程式表示B、D两种元素的非金属性强弱___。
⑥A、B、F三种元素形成的一种常见化合物易溶于水,受热易分解,可用于制作干电池,该物质的电子式是___。
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【题目】甲烷与氧气反应过程中的能量变化如下图所示。下列有关说法中正确的是
A. 反应 CO2(g)+2H2O(l)==CH4(g)+2O2(g) △H<0
B. 若将1mol CO2(g)、2 molH2O(l)的能量标在图中,则其位置在①、②之间
C. 若C一H键的键能为415kJ mol-1,则O= O的键能为493 kJ mol-1
D. 若该反应过程中转化的化学能为200kJ,则有0.25 molC=O生成
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【题目】H2和CO合成甲醇反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)(正反应是放热反应)。在恒温,体积为2L的密闭容器中分别充入1.2molCO和1molH2,10min后达到平衡,测得含有0.4molCH3OH(g)。则达到平衡时CO的浓度为___;10min内用H2表示的化学反应速率为___;若要加快CH3OH的生成速率并提高CO的转化率,可采取的措施有___(填一种合理的措施)。
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【题目】给你提供纯锌、纯铜片和500 mL 0.2 mol·L-1的H2SO4溶液、导线、1000 mL量筒。试用下图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。
(1)如图所示,装置气密性良好,且1000 mL量筒中已充满了水,则开始实验时,a电极材料为________,其电极反应式为________。b电极材料为________,其电极反应式为________。
(2)当量筒中收集到672 mL气体时(已折算到标准状况下),通过导线的电子的物质的量为__________。
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【题目】依据下图装置,下列叙述不正确的是
A. a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B. a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu2++2e-=Cu
C. a和b分别连接直流电源正、负极,Cu2+向铜电极移动
D. 无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液颜色都会发生变化
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【题目】能源、信息、材料是新科技革命的三大支柱,现有一种叫HEMA的材料,是用来制备软质隐形眼镜的,其结构简式如图,则合成它的单体为( )
A. CH3—CH=CH—COOH CH3CH2OH
B. HOCH2CH2OH
C. CH2=CH—CH2COOH HOCH2CH2OH
D. CH3CH2OH
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