【题目】合成氨工业中氢气可由天然气和水蒸汽反应制备,其主要反应为:
CH4+ 2H2OCO2+4H2,已知:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6kJ/mol
H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ/mol
(1)写出由天然气和水蒸汽反应制备H2的热化学方程式:____________。
(2)某温度下,10L密闭容器中充入2mol CH4和3mol H2O(g),发生CH4(g)+ 2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)反应,过一段时间反应达平衡,平衡时容器的压强是起始时的1.4倍。
则①平衡时,CH4的转化率为__________,H2的浓度为_________,反应共放出或吸收热量_______kJ。
②升高平衡体系的温度,混合气体的平均相对分子质量___________,密度_________。(填“变大”“变小”或“不变”)。
③当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
④若保持恒温,将容器压缩为5L(各物质仍均为气态),平衡将________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。达到新平衡后,容器内H2浓度范围为__________。
【答案】CH4(g)+ 2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H=+165.2kJ/mol 50% 0.4mol/L 165.2 变小 不变 正向 逆向 0.4mol/L<c(H2)<0.8mol/L
【解析】
(1)已知:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol,②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol,③H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ/mol,则根据盖斯定律可知①-②×2+③即得到天然气和水蒸汽反应制备H2的热化学方程式CH4(g)+ 2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H=+165.2kJ/mol;
(2) CH4(g)+ 2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)
起始量(mol)2 3 0 0
转化量(mol)x 2x x 4x
平衡量(mol)2-x 3-2x x 4x
则2-x+3-2x+x+4x=5×1.4,解得x=1;
①平衡时,CH4的转化率为×100%=50%,H2的浓度为4mol÷10L=0.4mol/L,反应共吸收热量1mol×165.2kJ/mol=165.2kJ;
②正方应是吸热反应,升高体系的温度平衡向正反应方向进行,气体的物质的量增加,则混合气体的平均相对分子质量变小,容积不变,密度不变;
③当达到平衡时充入氩气,并保持压强不变,则容积增大,相当于减小压强,所以平衡将正向移动;
④保持恒温,将容器压缩为5L(各物质仍均为气态),增大压强,平衡将逆向移动,根据勒夏特列原理可知达到新平衡后,容器内H2浓度范围为0.4mol/L<c(H2)<0.8mol/L。
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【题目】M是聚合物胶黏剂、涂料等的单体,其一条合成路线如下(部分试剂及反应条件省略):
完成下列填空:
(1)反应①的反应类型是____________。反应④的反应条件是_____________。
(2)除催化氧化法外,由A得到所需试剂为___________。
(3)已知B能发生银镜反应。由反应②、反应③说明:在该条件下,_______________。
(4)写出结构简式。C________________ M________________
(5)D与1-丁醇反应的产物与氯乙烯共聚可提高聚合物性能,写出该共聚物的结构简式。_____________
(6)写出一种满足下列条件的丁醛的同分异构体的结构简式。____________
①不含羰基②含有3种不同化学环境的氢原子
已知:双键碳上连有羟基的结构不稳定。
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【题目】将图中所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是( )
A.Zn极上发生还原反应
B.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
C.片刻后,乙池中c(Cu2+)减小,c(SO42﹣)基本不变,溶液不再保持电中性
D.片刻后可观察到滤纸a点变红色
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【题目】有甲、乙两个完全相同的装置,分别在它们的侧管中装入1.06g Na2CO3和0.84g NaHCO3,试管中各有10mL相同浓度的盐酸(如图),同时将两个侧管中的物质全部倒入各自的试管中,下列叙述正确的是
A. 甲装置的气球膨胀速率大
B. 若最终两气球体积相同,则一定有c(HCl)≥2 mol/L
C. 若最终两气球体积不同,则一定有c(HCl)≤1 mol/L
D. 最终两溶液中Na+、Cl﹣的物质的量相同
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【题目】碲是发展高科技产业、国防与尖端技术不可或缺的原料。H2TeO3是一种比草酸酸性弱的二元酸,工业上常用铜阳极泥[主要成分是碲化亚铜(Cu2Te),含少量的Ag、Au]回收碲,其工艺流程如下:
已知:CuC2O4的Ksp为2.2×10-8;离子浓度小于1×10-5mol/L时,即离子完全沉淀。
(1)Cu2Te中Te的化合价是___。
(2)滤渣的成分是___,滤液①中含有的氧化酸浸时氧化产物为____。氧化酸浸时温度过高会使碲的浸出率降低,原因是_______。
(3)若要使Cu2+完全沉淀,应控制C2O42-的浓度不低于_____。
(4)还原反应的离子方程式为______________。
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【题目】在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)(mol) | 0.020 | 0.01. | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)已知:K300℃>K350℃,写出该反应的平衡常数表达式:K=_________________,关于该反应的下列说法中,正确的是________。
A.△H>0,△S>0 B.△H>0,△S<0
C.△H<0,△S<0 D.△H<0,△S>0
(2)下图中表示NO2的变化的曲线是____________________,用O2表示从0-2s内该反应的平均速率v=_______________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是__________。
A.v(NO2)=2v(O2) B.容器内压强保持不变
C.v (NO)=2v(O2) D.容器内密度保持不变
(4)下列措施中能使n(NO2)/n(NO)增大的有____。(填字母)
A.升高温度 B.加入催化剂
C.不断充入O2 D.充入He(g),使体系总压强增大
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【题目】碳元素能形成多种单质如金刚石、石墨等,24g 金刚石中含有_______个碳碳单键。碳元素也能形成多种化合物,在形成化合物时,其所成化学键以共价键为主,原因是 _______。
(1)工业制镁时,电解 MgCl2 而不电解 MgO 的原因是 _______。
(2)BeCl2 熔点较低,易升华,能溶于有机溶剂。由此可推测 BeCl2 晶体为 _______晶体(填晶体类型),其分子为_______分子(填“极性”或“非极性”),分子构型为_______,BeCl2 熔点_______(选填“低于”或“高于”)BeBr2。
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【题目】固体混合物X可能含有NaNO2、Na2SiO3、FeCl3、KAlO2中的一种或几种物质,某同学对该固体进行了如下实验:
下列判断正确的是
A.溶液甲中一定含有NaNO2、Na2SiO3,可能含有FeCl3、KAlO2
B.原固体混合物X中一定有KAlO2
C.固体乙、固体丁一定是纯净物
D.将溶液乙和溶液丁混合一定有无色气体生成,可能有白色沉淀生成
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【题目】乙二酸(H2C2O4)俗称草酸,在实验研究和化学工业中应用广泛。
(1) 室温下,测得 0.1 mol·L1 H2C2O4溶液的pH = 1.3,写出草酸的电离方程式_______。
(2)草酸溶液中各粒子的物质的量分数随溶液pH变化关系如图所示:
① 向草酸溶液中滴加KOH溶液至pH = 2.5时发生的主要反应的离子方程式是_______。
② 0.1 mol·L1 KHC2O4溶液中,下列粒子浓度关系正确的是_______(填序号)。
a.c(K+) + c(H+) = c(HC2O4–) + c(C2O42–) + c(OH–)
b.c(K+) > c(HC2O4–) > c(C2O42–) > c(H2C2O4)
c.c(K+) = c(HC2O4–) + c(C2O42–) + c(H2C2O4)
(3)工业上利用硫酸亚铁与草酸反应制备草酸亚铁晶体,其离子方程式为:Fe2+ + H2C2O4 + xH2O FeC2O4·xH2O↓ + 2H+
① 制备时需添加氨水以提高FeC2O4·xH2O的产率,从化学平衡移动原理角度解释原因:_____。
② 测定草酸亚铁晶体(FeC2O4·xH2O)的x值,实验如下:称取0.5400 g草酸亚铁晶体溶于一定浓度的硫酸中,用KMnO4酸性溶液滴定。到达滴定终点时,消耗0.1000 mol·L-1的KMnO4酸性溶液18.00 mL。已知:滴定过程中铁、碳元素被氧化为Fe3+、CO2,锰元素被还原为Mn2+则FeC2O4·xH2O中x = _______(FeC2O4的摩尔质量是144 g·mol-1)。
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