【题目】以天然气为原料合成甲醇常见的方法有水煤气法和目前正在开发的直接氧化法.
(1)有关热化学方程式如下: 水煤气法:CH4(g)+ O2(g)═CO(g)+2H2O(g)△H1=﹣35.4KJmol﹣1
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H2=﹣90.1KJmol﹣1
直接氧化法:
2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g)△H3=KJmol﹣1 .
(2)工业废气二氧化碳催化加氢也可合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H.在密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2 , 在不同条件下发生反应,实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示. ①二氧化碳合成甲醇正反应的△H(填“>”“<”或“=”,下同)0.
②M、N两点时化学反应速率:v(M)v(N).
③为提高CO2的转化率除可改变温度和压强外,还可采取的措施是 .
④图中M点时,容器体积为10L,则N点对应的平衡常数K=(填数值,保留2位小数).
(3)一定条件下,向容积不变的某密闭容器中加入amolCO2和bmolH2发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),欲使整个反应过程中CO2的体积分数为恒定值,则a与b的关系是 .
【答案】
(1)﹣251
(2)<;<;增大 的值;1.04
(3)a=b
【解析】解:(1)已知:①CH4(g)+ O2(g)═CO(g)+2H2(g)△H1=﹣35.4kJmol﹣1 , ②CO(g)+2H2(g)CH3OH (g)△H2=﹣90.1kJmol﹣1 , 根据盖斯定律,(①+②)×2可得:2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g),故△H3=2△H1+2△H2=2×(﹣35.4kJmol﹣1﹣90.1kJmol﹣1)=﹣251kJmol﹣1 ,
所以答案是:﹣251;(2)①由图可知,压强一定时,温度越高,CH3OH的物质的量越小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,故△H<0,
所以答案是:<;②正反应为气体体积减小的反应,温度一定时,增大压强,平衡向正反应方向移动,甲醇的物质的量增大,故压强P1>P2 , 压强增大,反应速率也增大,所以v(N)<v(M),
所以答案是:<;③在可逆反应中,增加一种反应物浓度可以提高另一反应物的转化率,所以为提高CO2的转化率除可改变温度和压强外,还可采取的措施是增大 的值,
所以答案是:增大 的值;④图中M、N点温度相同,平衡常数相同,M点时,容器体积为10L,平衡时CH3OH的物质的量为0.25mol,则:
CO2(g)+ | 3H2(g) | CH3OH(g)+ | H2O(g) | |
起始(mol/L): | 0.1 | 0.275 | 0 | 0 |
变化(mol/L): | 0.025 | 0.075 | 0.025 | 0.025 |
平衡(mol/L): | 0.075 | 0.2 | 0.025 | 0.025 |
故平衡常数K= =
=1.04,
所以答案是:1.04;(3)设转化的二氧化碳的物质的量为x,则:
CO2(g)+ | 3H2(g) | CH3OH(g)+ | H2O(g) | |
起始(mol/L): | A | b | 0 | 0 |
变化(mol/L): | X | 3x | X | X |
平衡(mol/L): | a-x | b-3x | x | X |
则CO2的体积分数为 ,要使
为恒定的值,则a=b,
所以答案是:a=b.
【考点精析】掌握化学平衡状态本质及特征和化学平衡的计算是解答本题的根本,需要知道化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效);反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%.
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【题目】下列有关离子方程式书写正确的是( )
A.铝溶于氢氧化钠溶液:Al+2OH﹣+H2O═AlO2﹣+2H2↑
B.铜片投入少量FeCl3溶液中:3Cu+2Fe3+═2Fe+3Cu2+
C.Ca(HCO3)2溶液与足量澄清石灰水混合:Ca2++HCO3﹣+OH﹣═CaCO3↓+H2O
D.用铁棒作电极电解CuSO4溶液:2Cu2++2H2O 2Cu↓+O2↑+4H+
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【题目】如图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯的装置,请根据装置回答问题:
(1)从氯化钾溶液中得到氯化钾固体,选择装置________(填代表装置图的字母,下同);除去自来水中的Cl-等杂质,选择装置________。
(2)从油水混合物中分离出植物油,选择装置________,该分离方法的名称为________。
(3)装置A中①的名称是________,进水的方向是从________口进水。
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【题目】氟及氟产品在工农业生产中应用非常广泛,回答下列问题:
(1)基态氟原子核外电子的运动状态有种,这些电子的电子云形状有种;氟原子的外围电子排布式为 .
(2)NaHF2(氟化氢钠)电解可制氟气,NaHF2中所含作用力的类型有;与HF2﹣互为等电子体的分子有(举一例).
(3)N2F2(二氟氮烯)分子中,氮原子的杂化轨道类型为 , 画出N2F2可能的结构式 .
(4)三氟化硼乙醚(如图1)的熔点为﹣58℃,沸点为126~129℃,它属于晶体.
(5)氟化钙的晶胞结构如图2所示,晶胞参数α=0.555pm. ①Ca2+、F﹣的配位数分别为和 .
②列式表示氟化钙晶体的密度:gcm﹣3(不必计算出结果).
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【题目】下列说法正确的是
A.青铜是我国使用最早的合金B.普通钢是纯净物,不锈钢是混合物
C.钢化玻璃是掺入了钢铁的玻璃,因此不易破裂D.光导纤维是以石油为原料生成的合成材料
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【题目】根据 的结构,它不可能发生的反应是( )
A.与银氨溶液反应析出银
B.使溴的四氯化碳溶液褪色
C.与乙醇在浓硫酸催化下发生酯化反应
D.与新制氢氧化铜反应
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【题目】下列实验可行的是
A. 加入适量铜粉除去Cu(NO3)2溶液中的AgNO3杂质
B. 用NaOH溶液除去CO2中混有的HCl气体
C. 将水加入到浓硫酸里进行稀释
D. 用乙醇从碘水中萃取碘
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【题目】用98%的浓H2SO4(ρ=1.84g/cm3)配制250ml 0.5mol/L的稀H2SO4的操作简单可概括为计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶.请按要求填空:
(1)所需浓H2SO4的体积为 .
(2)如果实验室有10mL、20mL、50mL量筒,应选用mL量筒最好.量取时发现量筒不干净,用水洗净后直接量取,所配溶液浓度将(偏高、偏低、无影响).
(3)除量筒和胶头滴管外还需用到的玻璃仪器有: .
(4)洗涤操作一般要求重复次,且洗涤液均要 .
(5)定容的操作为:向容量瓶中加入蒸馏水,至液面离刻度线处,改用胶头滴管滴加,至 .
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