甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应I和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)…I,CH4的转化率与温度、压强的关系如图。
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为 。
②图中的P1 P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为 。
③在其它条件不变时降低温度,逆反应速率将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)压强为0.1 MPa条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)……Ⅱ。
④该反应的△H 0,△S 0(填“<”、“>”或“=”)。
⑤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)从体系中分离出来
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入l mol CO和3 mol H2
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。
A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
B.根据反应Ⅱ的特点,在给出的坐标图中,画出其在0.1 MPa和5 MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强。
铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正极、负极,并写出电极反应。
正极反应 ;
负极反应 。
某兴趣小组为了提高电池的效率,设计了下图所示的原电池。
请回答下列问题:
(1)若X是AlCl3溶液,Y是稀硫酸,请你写出电极名称及电极反应:
Al片( ) , Cu片( ) 。
(2)若X是浓硝酸,Y是NaCl溶液,请你写出电极名称及电极反应:
Al片( ) , Cu片( ) 。
A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸,如下图所示:
(1)A中反应的离子方程式为 。
(2)B中Sn极的电极反应式为 ,Sn极附近溶液的pH (填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)C中被氧化的金属是 ,总反应式为 。
在容积不变的密闭容器中,分别充入1.0 mol N2和3.0 mol H2,在不同温度下,任其发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。分别在同一时刻,不同温度下测定NH3的含量,然后绘制出如下图所示的曲线。
请回答下列问题:
(1)A、B、C、D、E五点中,尚未达到平衡状态的是 。
(2)此可逆反应的正反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)AC段的曲线是增函数,CE段的曲线是减函数,试从反应速率和化学平衡的角度说明理由: 。
近年来,随着人们对化石能源大量的开发使用,不但使得煤、石油、天然气的储量大大减少,而且直接燃烧化石燃料造成的环境污染问题,也是人类面临的重大挑战,如何实现化石燃料的综合利用,提高效率,减少污染被提上了日程。为了提高煤的利用率,人们先把煤转化为CO和H2,再将它们转化为甲醇。某实验人员在一定温度下的密闭容器中,充入一定量的H2和CO,发生反应:
2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),测定的部分实验数据如下:
t/s |
0 |
500 |
1 000 |
c(H2)/(mol·L-1) |
5.00 |
3.52 |
2.48 |
c(CO)/(mol·L-1) |
2.50 |
(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是 。
(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是 ,1 000 s时CO的转化率是 。
(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是 。