工业上通常在恒容密闭容器中采用CO(g)和H2 (g)反应催化合成甲醇CH3OH(g):
(1)已知:① 2CO(g) + O2 (g) = 2CO2 (g) ΔH =" -566.0" kJ·mol-1
② 2H2(g) + O2 (g) ="2" H2O (g) ΔH =" -398.0" kJ·mol-1
③2CH3OH(g) +3O2 (g) =2CO2 (g) +4 H2O(g) ΔH =" -1104.0" kJ·mol-1
则CO(g)与H2(g)合成CH3OH(g)的热化学方程式是_______________。
(2)据研究,反应过程中起催化作用的为CuO,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂CuO的量不变,原因是:_______________________________ (用化学方程式表示)。
(3)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)__________。
A. 混合气体的密度不变
B. 混合气体的平均相对分子质量不变
C. CH3OH(g)、CO(g)、H2(g)的浓度都不再发生变化
D.生成CH3OH(g)的速率与消耗CO(g)的速率相等
(4)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
| 温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
| K |
2.041 |
0.250 |
0.012 |
某温度下,将2molCO(g)和6mol H2(g)充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.5mol/L,则CO(g)的转化率为________,此时的温度为__________。
(5)要提高CO(g)的转化率,可以采取的措施是__________。
A. 升高温度 B. 加入催化剂 C. 增加CO(g)的浓度
D. 加入H2(g)加压 E. 分离出甲醇 F.加入惰性气体加压
(6)一定条件下,在容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
| 容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
|
| 反应物投入量 |
1molCO 2molH2 |
1molCH3OH |
2molCH3OH |
|
| 平衡数据 |
CH3OH的浓度(mol/L) |
c 1 |
c 2 |
c 3 |
| 反应的能量变化的绝对值(kJ) |
a |
b |
c |
|
| 体系压强(Pa) |
P1 |
P2 |
P3 |
|
| 反应物转化率 |
α1 |
α2 |
α3 |
下列说法正确的是__________。
A. 2c1>c3 B. a+b=129 C. 2p2<p3 D. α1+α3<1
运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,则平衡移动(填“向左”“向右”或“不”);使用催化剂,上述反应的△H________(填“增大” “减小” 或“不改变”)。
(2)一氧化碳在高温下与水蒸气反应的方程式为:CO+H2O=CO2+H2。已知部分物质燃烧的热化学方程式如下: 2H2(g) + O2(g)= 2H2O(l);△H=-571.6kJ·mol-1
2CO (g) + O2(g)= 2CO2(g) ;△H=-566kJ·mol-1
又知1molH2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0kJ热量。写出CO和水蒸气在高温催化剂下反应的热化学方程式。
(3)在25℃下,向浓度均为0.1 mol・L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成__________沉淀(填化学
式),生成该沉淀的离子方程式为____________。已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。
(4)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl—NH4Cl为电解质溶液制造新型燃烧电池,放电过程中,溶液中铵根离子浓度逐渐增大。请写出该电池的正极反应式。
(5)某温度(t℃)时,测得0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH=11。在此温度下,将pH=1的H2SO4溶液VaL与pH=11的NaOH溶液VbL混合,若所得混合液为
中性,则Va︰Vb=。
(6)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-)。则溶液显_____________性(填“酸”“碱”或“中”);
(7)NH4Cl是一种重要的化肥。
①用0.1 mol·L—1的盐酸滴定0.1 mol·L—1的氨水,滴定过程中不可能出现的结果是:
a.
b.
c.
d.
②NH4Cl溶液中存在:NH4+ + H2O
NH3·H2O + H+,则该反应常温下的平衡常数K=(已知:常温下,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.7×10—5 mol·L—1)
如图所示,当关闭K时,向A 中充入2molX、7molY,向B中充入4molX、14molY,起始时VA=VB=a升,在相同温度和有催化剂存在的条件下,两容器各自发生下列反应:
2X(g)+2Y(g)
Z(g)+2W(g)△H<0达到平衡(Ⅰ)时V(B)=0.9a升,试回答:
(1)B中X 的转化率α(X)B为
(2)A中W和B中Z的物质的量的比较: n(W)An(Z)B(填<、>、或=)
(3)打开K,过一段时间重新达平衡(Ⅱ)时,
B的体积为升(用含a的代数式表示,连通管中气体体积不计)
(4)要使B容器恢复原来反应前的体积,可采取的措施是。
虽然氟元素早在1810年就被发现,但170多年来化学家试图用化学方法制取氟单质的尝试一直未获成功。直到1986年,化学家Karl Christe首次用化学方法制得了F2。他提出的三步反应如下(反应①、②里氟元素化合价不变):
① KMnO4 + KF + H
2O2 + HF → K2Mn F6 + ____________ + H2O
② SbCl5 + HF → SbF5 + ____________
③ 2K2MnF6 + 4SbF5 → 4KSbF6 + 2MnF3 + F2↑
请根据以上反应回答问题:
(1)反应①中空格上应填物质的化学式为______________,为什么填这一物质,试用氧化还原反应理论解释_______________________________________。
(2)完成反应②:_______________________________________________
。
(3)反应③中的氧化剂为________________,被氧化的元素为________________。
(4)配平反应①,并标出电子转移的方向和数目。(将答案写在下面空格上)
________________________________________________________。
某温度(t℃)下的溶液中,c(H+)=10-xmol/L,c(OH-)=10-y
mol/L,x与y的关系如下图所示.
请回答下列问题:
(1)此温度时,水的离子积Kw为 ,则该温度t 25℃(填“>”“<”“=”).
(2)若将此温度(t℃)下,pH=11的苛性钠溶液a L
与pH=1的稀硫酸b L混合(假设混合后溶液体积的微小变化忽略不计),试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比,并比较溶液中各离子的浓度大小.
①若所得混合液为中性,则a∶b= ;此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是 .
②若所得混合液的pH=2,则a∶b= ;此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是 .
下图为常温下向25mL 0.1 mol·L-1 MOH溶液中逐滴滴加0.2 mol·L-1HA溶液过程中溶液pH的变化曲线。
回答下列问题:
(1)上图能确定MOH为(“强”或“弱”)碱,
理由是。
(2)上图能确定HA为(“强”或“弱”)酸,
理由是。
(3)在D点时,溶液中c(A-)+c(HA)2c(M+)。(填“>”、“<”或“=”)