能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应II:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
①反应I的平衡常数表达式为K=________________________
②下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
由表中数据判断ΔH2________0,ΔS______0 (填“>”、“=”或“<”=)。
③对于反应II,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.充入He,使体系总压强增大 | D.按原比例再充入 CO和 H2 |
④某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)="0.2" mol·L-1,则CO的转化率为________,此时的温度为_______(从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ·mol-1
② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ·mol-1
③ H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式____________________。
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如下图所示的电池装置。
①该电池中OH-向_______极移动(填“正”或“负”)
②该电池负极的电极反应为_________________________。
③用该电池电解(惰性电极)500mL某CuSO4溶液,电解一段时间后,为使电解质溶液恢复到原状态,需要向溶液中加入9.8g Cu(OH)2固体。则原CuSO4溶液的物质的量浓度为_______________,电解过程中收集到标准状况下的气体体积为__________________。
实验室要配制100 mL 2 mol/L NaCl溶液,请回答下列问题
(1)制过程中需要使用的主要玻璃仪器包括烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒和。
(2)用托盘天平称取氯化钠固体,其质量为g。
(3)若定容时俯视容量瓶刻度线,会造成所配溶液的物质的量浓度_________(偏大、偏小或无影响)。
某待测液中可能含有Ag+、Fe3+、K+、Ba2+、NH4+等阳离子,阴离子为NO3-,进行如下实验:
(1)加入过量的稀盐酸,有白色沉淀生成。
(2)过滤,在滤液中加入过量的稀硫酸,又有白色沉淀生成。
(3)过滤,取少量滤液,滴入2滴KSCN溶液,没有明显的现象出现。
(4)另取少量步骤(3)中的滤液,加入NaOH溶液至使溶液呈碱性,加热,可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体。
根据实验现象回答:
待测液中一定含有离子,一定不含有离子,还有一种离子不能确定是否存在,要检验这种离子的实验方法是。
(共14分)
I . 为除去下列物质中所混有的少量杂质,写出选择的试剂并写出有关离子方程式。
(1)铁粉中混有少量SiO2,可选用试剂,
离子方程式;
(2)FeCl3溶液中混有少量FeCl2,可选用试剂,
离子方程式。
II . 将下列H2SO4性质的序号,填入各小题后面对应的横线上。
A.脱水性 | B.强酸性 | C.难挥发性 | D.氧化性 E.吸水性 |
(1)用浓H2SO4可以干燥SO2气体
(2)在烧杯中放入蔗糖,滴入浓H2SO4,变黑色
(3)在冷的浓H2SO4中放入铝片没有明显现象
III . KClO3和浓盐酸在常温下反应生成氯气:KClO3+6HCl(浓)=" KCl+" 3Cl2↑+ 3H2O
(1)氧化剂是,还原产物是。
(2)若有12.25g KClO3发生反应,则转移的电子的物质的量为mol
(3)下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红再褪色的是(填序号)
①氯气 ②液氯 ③新制氯水 ④敞口放置的久置氯水 ⑤盐酸 ⑥加了醋酸的漂白粉溶液
某实验活动小组在实验室进行中和反应反应热的测定。请回答下列问题:
(1)测定中和反应反应热的实验装置如图所示。在两个烧杯之间填弃碎泡沫塑料的目的是。
(2)在进行中和反应反应热的测定中,量取50 mL 0.50mol/L的盐酸,倒入小烧杯中,测量盐酸的温度,然后需加入下列试剂(填序号)
①50mL 0.50mol/L NaOH溶液
②50mL 0.55mol/L NaOH溶液
③1.0g NaOH固体
(3)下述情况会使中和反应反应热的测定结果偏小的是(填序号)
a.用量筒量取50mL 0.50mol/L的盐酸时仰视读数
b.分多次把(2)中所选试剂倒入盛有盐酸的小烧杯中
c.用醋酸代替盐酸
在密闭容器中充有10mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇:CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。
(1)若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态。将混合气体加热至200℃,自反应开始达到平衡状态A点所需要的时间为a min,容器体积为b L。反应达A点时此过程的反应速率为v(CO)=mol/(L·min),则该温度下的平衡常数KA=。B点时容器的体积VB=b L (填“>”、“<”或“=”)。此反应的反应热
△H=0(填“>”或“<”)
(2)若A、C两点分别表示某温度、压强下达到的平衡状态。则自反应开始达到平衡状态所需要的时间tAtC(填“>”、“<”或“=”)
(3)在不改变反应物用量情况下,为提高CO转化率可采取的措施是(写出一种方法即可)