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、压强的关系如右图。
已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,
①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)在压强为0.1 MPa条件下, 将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1mol CO和3mol 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。
l 实验编号 |
l T(℃) |
l n (CO)/n(H2) |
l P(MPa) |
l ⅰ |
l 150 |
l 1/3 |
l 0.1 |
l ⅱ |
l _ _ |
l _ _ |
l 5 |
l ⅲ |
l 350 |
l _ _ |
l 5 |
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0.1MPa和5MPa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。
化合物A由周期不同的短周期元素X、Y组成,是良好的耐热冲击材料。
(1)X的单质既可与盐酸反应,又可与NaOH溶液反应,X的原子结构示意图为 。
(2)X的硫酸盐溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式为
(3)一定条件下,A和水缓慢作用生成含Y的化合物Z,Z分子含有10个电子。
①Z与H2O2反应,其产物之一是Y的单质,单质Y的电子式为;Z分子的空间结构呈。 ②A的化学式是
(4)X的单质、石墨和二氧化钛(TiO2)按比例混合,高温下反应得到的化合物均由两种元素组成,且都是新型陶瓷材料(在火箭和导弹上有重要应用),其反应的化学方程式是
现有五种可溶性物质A、B、C、D、E,它们所含的阴、阳离子互不相同,分别含有五种阳离子 Na+、Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+和五种阴离子Cl-、OH-、NO3-、CO32-、X中的一种。
(1)某同学通过比较分析,认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是和_______(填化学式)。
(2)为了确定X,现将(1)中的两种物质记为A和B,含X的物质记C,当C与B的溶液混合时,产生红褐色沉淀和无色无味气体;当C与A的溶液混合时产生棕黄色沉淀,向该沉淀中滴人稀硝酸沉淀部分溶解,最后留有白色沉淀不再溶解。则X为____。
A.SO32-B.SO42-C.CH3COO-D.SiO32-
(3)B的水溶液显___性,原因为____。(用离子方程式表示)
(4)将0. 02 molA与0.0 1molC同时溶解在足量的蒸馏水中,充分反应后,最终所得沉淀的质量为________(保留一位小数)。
(5)将Cu投人到装有D溶液的试管中,Cu不溶解;再滴加稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现。则物质D一定含有上述离子中的_____(填相应的离子符号)。有关反应的离子方程式为:____________。
(6)利用上述已经确定的物质,可以检验出D、E中的阳离子。请简述实验操作步骤、现象及结论_________________。
向含有a mol FeBr3的溶液中,加入x mol Na2S。
A.当2x=a时,离子方程式为____________。
B.当x=a时,离子方程式为____________。
(1)含10.8gAl3+的Al2(SO4)3中所含的SO42-的物质的量是。
(2)已知16g A与20g B恰好完全反应生成0.04 mol C和31.76g D,则C的摩尔质量为。
(3)0.1 mol Na中含mol e-,在跟足量水反应中失去mol e-。
(4)标准状况下V L氨气溶解在1L水中,所得溶液的密度为ρg/mL,质量分数为ω,物质的量浓度为c mol/L,则ω=。
根据下列框图回答问题(答题时,方程式中的M、E用所对应的元素符号表示)
(1)写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式:。
(2)某同学取X的溶液,酸化后通入氧气再加入KI、淀粉溶液,变为蓝色,写出与上述变化过程相关的离子方程式:、。
(3)写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式:。