二甲醚(CH3OCH3)被称为21世界的新型燃料,在未来可能替代汽油、液化气、煤气等并具有优良的环保性能。工业制备二甲醚在催化反应室中(压力2.0~10.0Mpa,温度230~280℃)进行下列反应:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.7kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g) +H2O(g) △H2=-23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.2kJ·mol-1
(1)若要增大反应①中H2的转化率,在其它条件不变的情况下可以采取的措施为 。
A.加入某物质作催化剂 | B.加入一定量CO |
C.反应温度降低 | D.增大容器体积 |
(2)在某温度下,若反应①的起始浓度分别为:c(CO)=1 mol/L,c(H2)=2.4 mol/L,5 min后达到平衡,CO的转化率为50%,则5 min内CO的平均反应速率为 ;若反应物的起始浓度分别为:c(CO)=4 mol/L,c(H2)=a mol/L;达到平衡后,c(CH3OH)=2 mol/L,a= mol/L。
(3)催化反应室中总反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H= ;830℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K 1.0(填“>”、“<”或“=”)。
(4)二甲醚的燃烧热为1455 kJ·mol-1,则二甲醚燃烧的热化学方程式为
。
(5)“二甲醚燃料电池”是一种绿色电源,其工作原理如图所示。b电极是 极,写出a电极上发生的电极反应式 。
在一定温度下有甲、乙两容积相等的密闭容器
(1) 向甲容器中通入1mol N2和3 mol H2,反应达到平衡时,生成NH3amol。此时,NH3的质量分数是________。(用含有“a”的表达式表示)。
(2) 若起始时(两容器容积保持不变)。,向乙中通入2mol N2和6mol H2,达到平衡时,生成的NH3的物质的量为b mol,a/b 1/2(选填“>”、“<”或“=”)。
(3) 若起始时甲保持容积不变,向甲容器中通入1mol N2和3 mol H2,反应达到平衡时,生成NH3amol,而乙保持压强不变, 向乙容器中通入1mol N2和3 mol H2,反应达到平衡时,生成NH3b mol,则ab(选填“>”、“<”或“=”)
某温度时,在10 L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化下表中数据
t/min |
X/mol |
Y/mol |
Z/mol |
0 |
1.00 |
2.00 |
0.00 |
1 |
0.90 |
1.80 |
0.20 |
3 |
0.75 |
1.50 |
0.50 |
5 |
0.65 |
1.30 |
0.70 |
9 |
0.55 |
1.10 |
0.90 |
10 |
0.55 |
1.10 |
0.90 |
14 |
0.55 |
1.10 |
0.90 |
(1) 体系中发生反应的化学方程式是____________;
(2) 列式计算该反应在0~3 min时间内产物Z的平均反应速率:________;
(3) 该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于________;
(4) 如果该反应是放热反应,改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z随时间变化的曲线1、2、3(如下图所示)则曲线1、2、3所对应的实验条件改变分别是:1____________,2______________,3______________。
高温下CuO和CO中发生反应:CuO(s)+CO(g) Cu(s)+CO2(g)。
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度/℃ |
1 000 |
1 150 |
1 300 |
平衡常数 |
4.0 |
3.7 |
3.5 |
请回答下列问题:
(1) 该反应的平衡常数表达式K=________,ΔH________0(填“>”“<”或“=”);
(2) 在一个容积为10 L的密闭容器中,1 000 ℃时加入Cu、CuO、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=________、CO的平衡转化率=________;
(3) 欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是__ __。
A.减少Cu的量 B.增加CuO的量 C.移出部分CO2
D.提高反应温度 E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂
将洁净的金属片A、B 、C、D 分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示)。在每次实验时,记录电压指针的移动方向和电压表的读数如右表所示:
已知构成原电池两电极的金属活动性相差越大,电压表读数越大。请判断:
(1) A、B、C、D四种金属中活泼性最强的是_____________(用字母表示)
(2) 若滤纸改用NaOH溶液浸润一段时间后,则在滤纸上能看到有白色物质析出,后迅速变为灰绿色,最后变成褐色。则滤纸上方的金属片为___________(A、B、C、D中哪一种),此时对应的电极反应式为:正极___________________________________________
复分解反应和氧化还原反应都是重要的反应类型。回答下列问题:
(1)“盐+酸—→新盐+新酸”是复分解反应中的一种类型。在Na2SiO3溶液中滴入盐酸,生成的新酸是 (写化学式)。
(2)硫化铝投入水中发生反应:Al2S3+6H2O====2Al(OH)3↓+3H2S↑,该反应 (填“属于”或“不属于”)复分解反应。
(3)Ca(HCO3)2与Ca(OH)2反应属于复分解反应,写出反应的化学方程式
;
(4)工业上可用氨与Cl2反应检验输送氯气的管道是否漏气,反应方程式如下:
8NH3+3Cl2====6NH4Cl+N2。
①请在上述方程式中表示出电子转移的方向和数目。
②该反应中,__________是还原剂;若反应中有1.5mol氧化剂参与反应,则发生转移的电子的物质的量为_______mol,被氧化的物质有 mol。
(5)若将Cl2通入KI溶液中会发现无色溶液变成棕黄色后又褪色。这是因为发生如下2个反应:
①;
②I2+Cl2+H2O=====HIO3+ (不必配平)。