实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识,解决下列问题:
⑴已知某反应的平衡表达式为:
它所对应的化学反应方程式为:
⑵利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);ΔH=-90.8kJ·mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.5kJ·mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);ΔH=-41.3kJ·mol
总反应:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=__________
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃ |
400 |
500 |
800 |
平衡常数K |
9.94 |
9 |
1 |
该反应的正反应方向是反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为:。
(4)从氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。
对反应:N2O4(g)2NO2(g)△H>0,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是。
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
E.A、C两点的化学平衡常数:A>C
(5)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1。现在温度、容积相同的3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。下列说法正确的是
(13分)(1)臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如:
6Ag(s) + O3(g) = 3Ag2O(s)ΔH1
已知2Ag2O(s) =" 4Ag(s)" + O2(g)ΔH2
则常温下反应: 2O3(g) = 3O2(g)的ΔH=(用ΔH1和ΔH2表示).
(2)在恒压下,将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中发生化学反应:
CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) +2H2O(g)
在不同温度、不同投料比时,NO2的平衡转化率见下表:
投料比[n(NO2) / n(CH4)] |
400 K |
500 K |
600 K |
1 |
60% |
43% |
28% |
2 |
45% |
33% |
20% |
①写出该反应平衡常数的表达式K = 。
②若温度不变,提高[n(NO2) / n(CH4)]投料比,则NO2的平衡转化率。(填“增大”、“减小”或“不变”。)
③由上表可知该可逆反应的正反应是反应。
④400 K时,将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04 mol,充入一装有催化剂的容器中,充分反应后,平衡时NO2的体积分数。
(3)下图为连续自动监测氮氧化物(NOx)的仪器动态库仑仪的工作原理示意图。则NiO电极上NO发生的电极反应式为:。
(7分)2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)的ΔH=" —99" kJ·mol-1。
请回答下列问题:(1)已知图中C 点表示2mol SO3(g)的总能量,则A点表示:;E所代表的能量是;E的大小对该反应的反应热影响。(填“有”或“无”)。
(2)图中△H=kJ·mol-1。
(9分) 观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是
(1)在①图中,发生反应的化学方程式为:。
(2)在②图中,待镀铁制品应与电源极相连,电极反应式为:。
(3)在③图中,外电路电子由极流向极,若电解液为KOH溶液,则b极的反应式为。
(1)FeCl3的水溶液呈____(填“酸”、“中”、“碱”)性,实验室在配制FeCl3溶液时,常将FeCl3固体先溶于较浓的盐酸中,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,以____(填“促进”、“抑制”)其水解。
(2)氯化铝溶于水的反应(用离子方程式表示):_______________________;把AlCl3溶液蒸干、灼烧,最后得到的主要固体产物是。
(3)物质的量浓度均为0.10 mol·L-1的三种溶液:a.CH3COONa b.Na2CO3c.NaHCO3
pH由小到大排列的顺序是(用编号填写)。
(4)NaHCO3溶液显性,原因是_______________________(用离子方程式表示)。
(本小题满分13分)碳酸钠俗称纯碱,在日常生活和生成中有着广泛的应用。某化学兴趣小组想根据所学知识模拟制备碳酸钠,方法如下:先以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及下图所示装置制取NaHCO3(反应的化学方程式为NH3+CO2+H2O+NaCl = NaHCO3↓+NH4Cl),然后再将NaHCO3制成Na2CO3。
(1)装置乙的作用是。
为防止污染空气,尾气中含有的需要进行吸收处理。
(2)由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有、、。NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为。
(3)若在(2)中灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,该小组对一份加热了t1 min的NaHCO3样品的组成进行了以下探究。
取加热了t1 min的NaHCO3样品19g完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中不断滴加1mol·L-1的稀盐酸直到不再产生气泡,共消耗300ml稀盐酸。请回答下列问题:
根据实验的需要,用11.9mol·L-1的浓盐酸配制1mol·L-1的稀盐酸时,主要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、①量筒、胶头滴管和(填仪器名称);需要量取的浓盐酸体积为:mL。
②该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是。