【题目】甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
(1)下图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
① 该反应的焓变ΔH____________0(填“<”、“>”或“=”)。② T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1____________K2(填“<”、“>”或“=”)。③ 若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是______________。
a.升高温度 b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.使用合适的催化剂 d.充入He,使体系总压强增大
(2)一定温度下,向体积为2L的密闭容器中加入CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),达平衡后测得各组分浓度如下:
物质 | CO | H2 | CH3OH |
浓度(molL-1) | 0.9 | 1.0 | 0.6 |
①平衡常数K=________________。
②若保持体积不变,再充入0.6molCO和0.4molCH3OH,此时V正______V逆(填“<”、“>”或“=”)。
(3)中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。
① 该电池工作时,b口通入的物质为____________。
② 该电池正极的电极反应式为 ___________________。
③ 工作一段时间后,当3.2g甲醇完全反应生成CO2时,有___________NA个电子转移。
(4)以上述电池做电源,用下图所示装置,在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是(用相关的电极反应式和离子方程式表示):_______________ 。
【答案】<>b2/3=CH3OHO2+4e-+4H+=2H2O0.6Al-3e- =Al3+, Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
【解析】(1)①反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)中,反应向右进行,一氧化碳的转化率增大,温度升高,化学平衡向着吸热方向进行,根据图中的信息可以知道:T2>T1,所以该反应是放热反应;
②对于放热反应,温度越高,化学平衡常数越小,T2>T1,反之越大,所以K1>K2;
③a.若容器容积不变,升高温度,反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)平衡逆向移动,甲醇产率降低,故a错误;b.将CH3OH(g)从体系中分离,反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)平衡正向移动,甲醇产率增大,故b正确;c.使用合适的催化剂不会引起化学平衡的移动,甲醇的转化率不变,故c错误;d.若容器容积不变,充入He,使体系总压强增大,单质各组分的浓度不变,化学平衡不移动,甲醇的转化率不变,故d错误;故选b;
(2)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),由图表中物质平衡浓度可知,K=
=L2moL-2;
②若保持体积不变,再充入0.6molCO和0.4molCH3OH,则 各物质浓度为
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),
0.9+0.6=1.5 1.0 0.6+0.4=1
Q==
=K,说明此时达到的平衡和原来的平衡状态相同,则V正=V逆;
(3)①根据装置可以知道d处生成大量的水,所以c电极是通入的氧气,b口通入的物质为CH3OH;
②d处生成大量的水,所以c电极是通入的氧气,为正极,发生电极反应为:O2+4e-+4H+=2H2O;
③ 当3.2g即0.1mol甲醇完全反应生成CO2时,根据总反应:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,消耗氧气0.15mol,转移电子0.6mol,即个数为0.6NA;
(5)在电解池中,金属铝为阳极,发生电极反应:Al→Al3++3e-,铝离子会和碳酸氢根离子之间发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳,即Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,溶液逐渐变浑浊。
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【题目】燃煤烟气脱硫有很多方法
方法I:先用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再通入空气氧化成(NH4)2SO4。
方法II:用Na2SO3溶液吸收S02,再经电解转化为H2SO4。
据此回答以下问题:
(1)方法I中发生氧化还原反应的离子方程式__________。能提高方法I燃煤烟气SO2中去除率的措施有__________(填字母)。
A.增大氨水浓度 B.增大燃煤烟气的流速
C.事先去除燃煤烟气中的二氧化碳 D.增大压强
(2)采用方法II脱硫,燃煤烟气中的二氧化碳能否与生成的NaHSO3溶液反应_______(说明理由)。已知H2SO3为的电离平衡常数为K1=1.54×10-2,K2=1.02×10-7。则NaHSO3溶液中含S元素粒子浓度由大到小的顺序为_______。通过右图所示电解装置可将生成的NaHSO3转化为硫酸,电极材料皆为石墨。则A为电解池的______(填“阴极”或“阳极”)。C为______(填物质名称)。若将阴离子交换膜换成阳子交换膜,写出阳极区域发生的电极反应______。
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【题目】下列电离方程式错误的是 ( )
A.NaHCO3 = Na++H++CO32- B.NaHSO4 = Na++H++SO42-
C.Mg(NO3)2 = Mg2++2NO3- D.Na2SO4 = 2Na++SO42-
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【题目】在一定条件下,对于密闭容器中进行的可逆反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。下列说法不正确的是
A. 改变反应条件可以改变该反应的限度
B. 达到平衡后,SO3、SO2、O2在密闭容器中共存
C. 达到平衡后,反应停止,正、逆反应速率都等于零
D. 增大压强,正逆反应速率均增大
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【题目】进入秋季平坝有时也出现大雾天气,致使汽车行驶缓慢,下列关于雾的说法正确的是
A.雾中水滴的直径小于1nm B.雾中水滴的直径在1nm~100nm之间
C.不会产生丁达尔现象 D.无法确定雾中水滴的直径大小
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【题目】下列反应中气体作氧化剂的是( )
A.SO3通入水中:SO3+H2O═H2SO4
B.Cl2通入FeCl2溶液中:Cl2+2FeCl2═2FeCl3
C.HCl气体通入NaOH溶液中:HCl+NaOH═NaCl+H2O
D.CO2通入NaOH溶液中:CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O
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【题目】如下图是铜与硝酸反应的实验改进装置,根据实验回答下列问题:
(1)仪器a的名称是________;按图组装好装置后,首先进行的操作是____;
(2)c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸,c中主要反应的离子方程式是____;充分反应后再由a向c中加2mL蒸馏水,此时c中气体颜色变浅,反应的离子方程式为________;
(3)表中是制取硝酸铜的三种方案,能体现环保理念的最佳方案是
方案 | 反应物 |
甲 | Cu、浓HNO3 |
乙 | Cu、稀HNO3 |
丙 | Cu、O2.稀HNO3 |
(4)该兴趣小组还用上述装置制备收集氨气,回答下列问题:
①利用上述装置制氨气,最合理的试剂组合是_________。
A.Ca (OH)2溶液与NH4Cl溶液 B.浓氨水与新制生石灰 C.NH4HCO3溶液与硫酸
②上述选择的试剂能制氨气的理由是_________。
③此实验装置用于制备收集氨气不合理之处有:_________、_________。(写出两点)
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