甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),现在实验室模拟该反应并进行分析。
(1)下列各项中,不能够说明该反应已达到平衡的是__________(填序号)。
A. 恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化
B. 一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
C. 一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
D. 一定条件下,单位时间内消耗2 mol CO,同时生成1 mol CH3OH
(2) 右图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
① 该反应的焓变ΔH__________0(填“>”、“<”或“=”)。
② T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_______K2
(填 “>”、“<”或“=”)。
③ 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. 使用合适的催化剂
D. 充入He,使体系总压强增大
(3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,甲醇燃料电池的工作原理如右图所示。
①请写出c口通入的物质发生的相应电极反应式_________ 。
②工作一段时间后,当0.2 mol甲醇完全反应生成CO2 时,有___________NA个电子转移。
(4)利用右装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应该置于 处。
若X为锌,开光K置于 处,该电化学防护法称为 。
已知,在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2mol
和1mol
,在500℃时充分反应达平衡后
的浓度为w mol/L,放出热量b kJ。
(1)比较a______b(填>、=、<)
(2)下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中(填“>”、“<”或“=”)
若在原来的容器中,只加入2mol 时充分反应达平衡后,吸收热量ckJ,
的浓度________(填>、=、<)w mol/L。
(3)在相同条件下要想得到2akJ热量,加入各物质的物质的量可能是
A.4mol和2mol
B.4mol
、2mol
和2mol
C.4mol和4mol
D.6mol
和4mol
(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是___________。
A.及时分离出气体 B.适当升高温度
C.增大的浓度D.选择高效的催化剂
硫一碘循环分解水制氢的主要反应如下:
(1)上述循环反应的总反应可以表示为____________________;反应过程中起催化作用的物质是__________(选填编号)。
a. b.
c.
d.HI
(2)一定温度下,向2L密闭容器中加入1molHI(g),发生反应II,的物质的量随时间的变化如图所示。0~2min内的平均反应速率
_________。
(3)对反应II,在相同温度和体积下,若开始加入的HI(g)的物质的量是原来的2倍,则以下_________也是原来的2倍(选填编号),
a.平衡常数 b.HI的平衡浓度
c.达到平衡时间 d.平衡时的体积分数
(4)实验室用锌和稀硫酸反应制取,反应时溶液中水的电离平衡______移动(选填“向左”、“向右”或“不”);若加入少量下列试剂中的_____(选填编号),产生
的速率将增大。
a. b.
c.
d.
以氯化钾和硫酸亚铁原料生产硫酸钾和氧化铁红颜料,其主要流程如下:
已知:溶液呈碱性,30℃以上溶液中
大量分解。
(1)写出溶液中的物料守恒___________________________________
(2)写出沉淀池I中反应的化学方程式_______________________,该反应必须控制的反应条件是___________________________。
(3)检验沉淀I中沉淀是否完全的方法是__________________________________。
(4)酸化的目的是___________________________。
(5)在沉淀池II中,为使晶体分离出来用到过滤操作,过滤时用到的主要玻璃仪器是__________________________。
(6)N、P、K、S都是植物生长所需的重要元素。滤液A可做复合肥料,因为其中含有___________等元素。
(7)中国海洋大学应用化学研究所在乙醇燃料电池技术方面获得突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。乙醇燃料电池的工作原理如图怕示。
①该电池工作时,c口通入的物质为___________。
②该电池负极的电极反应式为_____________________________________。
)2013年全国各地连续出现了严重的雾霾天气,给人们的出行及身体造成了极大的危害,因此研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
I.脱硫技术能有效控制SO2对空气的污染。
(1)海水呈弱碱性,主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、CI-、SO42-、Br-、HCO3-等离子。含SO2的烟气可利用海水脱硫,其工艺流程如下图所示:
①向曝气池中通入空气的目的是
②通入空气后曝气池中海水与天然海水相比,浓度没有明显变化的离子是。
a.Cl- B.SO42- C.HCO3-
(2)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示。(电极材料为石墨)
①图中b极要连接电的(填“正”或“负”) 极,C口流出的物质是。
②SO32-放电的电极反应式为
③电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动原理解释原因。
II.我国的能消费结构以燃煤为主,将煤气化可减少环境污染,但煤气化过程中能产生有害气体H2S,用足量的Na2CO3溶液可吸收,该反应的离子方程式为。
(已知:H2S Kal=9.1×10-8;Ka2=1.1 ×10-12;H2CO3 Kal=4.30×10-7;Ka2=5.61 ×10-11)
分碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
(1)工业上生产硝酸所需要的一氧化氮常用氨气来制备,该反应的化学方程式为 。
(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2 NH4(s)△H="-l59.5" kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H="+116.5" kJ·mol-1
③H2O(1)=H2O(g)△H=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式
(3)以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点,已知氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液,电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O。该电池负极的电极反应式为;每消耗3.4g NH3转移的电子数为(阿伏加德罗常数的值用NA表示)。
(4)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)△H="Q" kJ·mol-1。
在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
时间(Min) 浓度(mol·L-1) |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
NO |
1.00 |
0.58 |
0.40 |
0.40 |
0.48 |
0.48 |
N2 |
0 |
0.21 |
0.30 |
0.30 |
0.36 |
0.36 |
CO2 |
0 |
0.21 |
0.30 |
0.30 |
0.36 |
0.36 |
①T1℃时,该反应的平衡常数K= ;
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是(填字母编号)。
a.加入一定量的活性炭 b.通人一定量的NO
c.适当缩小容器的体积d.加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则Q 0(填“>”或“<”)。