【题目】合成气用途非常广泛,可以煤、天然气等为原料生产。回答下列问题:
(1)用H2O(g)和O2重整CH4制合成气的热化学方程式如下:
(水蒸气重整)CH4(g)+ H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H=+ 206 kJ●mol -1
(氧气重整)CH4(g)+0.5O2(g)=CO(g)+2H2(g) H=-36 kJ●mol-1
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的 H=_______kJ●mol-1。
②为了保持热平衡,同时用两种方式重整,不考虑热量损失,理论上得到的合成气中n(CO): n(H2)=1 :____(保留两位小数)。
③用水蒸气电催化重整甲烷的装置如图。装置工作时,O2-向_____(填“A"或“B’)极迁移;阳极发生的电极反应为___________。
(2)焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中反应制合成气的主要反应( I )、(II )的lgKp(Kp为以分压表示的平衡常数)与T的关系如下图所示。
①反应(II)的H_____(填“大于”“等于”或“小于”)0。
②气体的总压强:a点_____ (填“大于”“等 于”或“小于”)b点,理由是_________。
③c点时,反应C(s) +CO2(g)2CO(g)的Kp=_____ (填数值)。
④在恒容密闭容器中充入0. 5 mol CO、2 mol H2O(g)只发生反应(II),图中d点处达到平衡时,CO的转化率为_______;达到平衡时,向容器中再充入0.5 mol CO、2 mol H2O(g),重新达到平衡时,CO的平衡转化率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】484 2.15 A CH4 + O2 2e- = CO+2H2 小于 大于 容积一定,压强与气体的总物质的量、温度均成正比,a点的温度比b点的高,a点的气体的总物质的量比b点的大,故P(a)>P(b) 1 80% 不变
【解析】
(1)①将第二个方程式的2倍减去第一个方程式的2倍;②为了保持热平衡,同时用两种方式重整,不考虑热量损失,两者吸收和放出热量相等进行计算;③装置工作时,根据图中信息水变氢气,化合价降低得到电子,在电解池的阴极即B为阴极,根据电解池中异性相吸原则,阳极甲烷变为氢气和CO。
(2)①反应(II)升高温度,lgKp变小,即Kp变小,平衡逆向移动,逆向是吸热反应;②a点、b点容器一样大,压强与容器内气体的物质的量,温度成正比;③将反应I减去反应II得到C(s) +CO2(g)2CO(g),因此C(s) +CO2(g)2CO(g)的平衡常数等于反应I的平衡常数除以反应II的平衡常数;④建立三段式并建立方程式计算d点CO的消耗量并计算转化率;用建模思想来分析又加入0.5 mol CO、2 mol H2O(g)达到平衡时转化率。
(1)①将第二个方程式的2倍减去第一个方程式的2倍,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H= 2×(36)kJ·mol1(+206) kJ·mol1 = 484 kJ·mol1;故答案为:484。
②为了保持热平衡,同时用两种方式重整,不考虑热量损失,两者吸收和放出热量相等进行计算,理论上得到的合成气中n(CO):n(H2)=(36+206):(3×36+2×206) = 1:2.15;故答案为:2.15。
③装置工作时,根据图中信息水变氢气,化合价降低得到电子,在电解池的阴极即B为阴极,根据电解池中异性相吸原则,O2向阳极即A极迁移,阳极甲烷变为氢气和CO,其发生的电极反应为CH4 + O2 2e- = CO+2H2;故答案为:A;CH4 + O2 2e- = CO + 2H2。
(2)①反应(II)升高温度,lgKp变小,即Kp变小,平衡逆向移动,逆向是吸热反应,正向放热反应即H小于0;故答案为:小于。
②a点、b点容器一样大,压强与容器内气体的物质的量,温度成正比,a点温度比b点温度高,a点气体的总物质的量比b点气体的总物质的量多,因此气体的总压强:a点大于b点;故答案为:大于;容积一定,压强与气体的总物质的量、温度均成正比,a点的温度比b点的高,a点的气体的总物质的量比b点的大,故P(a)>P(b)。
③将反应I减去反应II得到C(s) +CO2(g)2CO(g),因此C(s) +CO2(g)2CO(g)的平衡常数等于反应I的平衡常数除以反应II的平衡常数,由于c点时,两者的Kp相等,Kp=1;故答案为:1。
④在恒容密闭容器中充入0. 5 mol CO、2 mol H2O(g)只发生反应(II),
图中d点处达到平衡时,设总压强为P0, ,解得x=0.4,因此CO的转化率;达到平衡时;向容器中再充入0.5 mol CO、2 mol H2O(g),可以理解为取另一个容器充入0.5 mol CO、2 mol H2O(g),达到平衡时转化率和原来一样,将两个容器压缩到一个容器中,平衡不移动,因此重新达到平衡时;CO的平衡转化率不变;故答案为:80%;不变。
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【题目】可逆反应:3A(g)3B(?)+C(?)-Q,(Q>0). 随着温度升高,气体平均相对分子质量有变小趋势,则下列判断正确的是
A.B和C可能都是固体B.B和C一定都是气体
C.若C为固体,则B一定是气体D.B和C可能都是气体
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【题目】钨是高熔点金属,工业上用主要成分为FeWO4和MnWO4的黑钨铁矿与纯碱共熔冶炼钨的流程如下,下列说法不正确的是( )
A.将黑钨铁矿粉碎的目的是增大反应的速率
B.共熔过程中空气的作用是氧化Fe(II)和Mn(II)
C.操作II是过滤、洗涤、干燥,H2WO4难溶于水且不稳定
D.在高温下WO3被氧化成W
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【题目】以银精矿(主要成分为Ag2S)为原料采用“预氧化湿法提银”工艺流程如下:
(1)N2H4的电子式为________________________。
(2)“分离转化”时,Ag2S转化为AgCl和S的化学方程式为______________(ClO3-还原为Cl- );为提高Ag2S的转化率可采取的措施是_____________(列举2条)。已知:Ksp(Ag2S)=1. 6×10-49 ,Ksp(AgCl)=2. 0×10-10 ,若不加KClO3,直接加氯化物,依据反应Ag2S+2Cl-2AgCl+S2- ,能否实现其较完全转化?并说明理由:________________
(3)“浸银”时,发生反应的离子方程式为________________________。
(4)“还原”时,2[ Ag(SO3)2]3- +N2H4+2OH -=2Ag↓+4SO32- +N2↑+H2↑+ 2H2O,该反应每生成1 mol Ag转移电子的物质的量为___________。
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【题目】如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置,O2和H2O(g)的存在对该实验有较大影响。
下列说法不正确的是
A.装稀硫酸仪器的名称是分液漏斗,II中洗气瓶内是碳酸氢钠溶液
B.可以把装置I换成启普发生器
C.实验开始时,必须先通一段时间X气体,再在III处加热
D.当III处反应引发后,移走酒精灯,反应仍进行,说明该反应为放热反应
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【题目】化合物H为抗肿瘤药物吡柔比星的活性物质,其一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是______________。
(2)反应①所需的试剂和条件是__________________。
(3)C的结构简式为_________________。
(4)写出E到F的反应方程式:___________________。
(5)⑦的反应类型是___________________________。
(6)芳香化合物X是H的一-种同分异构体,X中除苯环外不含其他环状结构,X能发生银镜反应、水解反应,写出X的结构简式:____________________________(只需写出3种)。
(7)设计以环已醇()为原料制备的合成路线[无机试剂、P(C6H5)3及N(C2H5)3任用]。________________
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【题目】化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。只改变一个条件,则下列对图像的解读正确的是
①②③④
A. A2(g)+3B2(g)2AB3(g),如图①说明此反应的正反应是吸热反应
B. 4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g),如图②说明NO2的转化率b>a>c
C. N2(g)+3H2(g)2NH3(g),如图③说明t秒时合成氨反应达到平衡
D. 2A(g)+2B(g)3C(g)+D(?),如图④说明生成物D一定是气体
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【题目】烧杯A中盛放0.1mol/L的H2SO4溶液,烧杯B中盛放0.1mol/L的的CuCl2溶液(两种溶液均足量),组成的装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.A为原电池,B为电解池
B.A为电解池,B为原电池
C.当A烧杯中产生0.1mol气体时,B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1mol
D.经过一段时间,B烧杯中溶液的浓度减小
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【题目】下列有关物质检验的实验结论正确的是( )
实验操作 | 现象 | 结论 | |
A | 某溶液中加入氯化钡溶液 | 生成白色沉淀 | 该溶液一定含有SO42- |
B | 某溶液中加入无色酚酞试液 | 溶液变红色 | 该溶液一定是碱溶液 |
C | 将某溶液做焰色反应 | 焰色呈黄色 | 该溶液一定含有Na+ |
D | 往某溶液中加入盐酸 | 产生无色气体 | 该溶液一定含有CO32- |
A.AB.BC.CD.D
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