二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源,由合成气(组成为H2、CO、和少量CO2)直接制备二甲醚,其中主要过程包括以下四个反应(均为可逆反应):
①CO(g)+ 2H2(g) = CH3OH(g) △H1=—90.1 kJ·mol-1
②CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) △H2=—49.0 kJ·mol-1
水煤气变换反应③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g) △H3=—41.1 kJ·mol-1
二甲醚合成反应④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=—24.5 kJ·mol-1
(1)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为 。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中进行反应①,下列描述能说明反应到达平衡状态的是 。
a.容器中气体平均相对分子质量保持不变
b.容器中气体密度保持不变
c.CH3OH(g)浓度保持不变
d.CH3OH(g)的消耗速率等于H2 (g)的消耗速率
(3)一定温度下,将8mol CH3OH(g)充入5L密闭容器中进行反应④,一段时间后到达平衡状态,反应过程中共放出49kJ热量,则CH3OH(g)的平衡转化率为 ,该温度下,平衡常数K= ;该温度下,向容器中再充入2mol CH3OH(g),对再次达到的平衡状态的判断正确的是 。
a.CH3OH(g)的平衡转化率减小
b.CH3OCH3 (g)的体积分数增大
c.H2O(g)浓度为0.5mol·L-1
d.容器中的压强变为原来的1.25倍
(4)二甲醚—氧气燃料电池具有启动快,效率高等优点,其能量密度高于甲醇燃料电池,若电解质为酸性,二甲醚—氧气燃料电池的负极反应为 ;消耗2.8L(标准状况)氧气时,理论上流经外电路的电子 mol
(每空2分,共10分)在铝质易拉罐中收集满CO2气体,然后在其中倒入10mL浓NaOH溶液,并迅速用胶带将易拉罐口封住,能够观察到的实验现象是易拉罐突然变瘪了,可经过一段时间之后,又可以观察到的现象是。试解释易拉罐变瘪的原因;并解释后一现象的原因。写出反应过程中的两个离子方程式;。
在一定温度下有甲、乙两容积相等的密闭容器
(1) 向甲容器中通入1mol N2和3 mol H2,反应达到平衡时,生成NH3amol。此时,NH3的质量分数是________。(用含有“a”的表达式表示)。
(2) 若起始时(两容器容积保持不变)。,向乙中通入2mol N2和6mol H2,达到平衡时,生成的NH3的物质的量为b mol,a/b 1/2(选填“>”、“<”或“=”)。
(3) 若起始时甲保持容积不变,向甲容器中通入1mol N2和3 mol H2,反应达到平衡时,生成NH3amol,而乙保持压强不变, 向乙容器中通入1mol N2和3 mol H2,反应达到平衡时,生成NH3b mol,则ab(选填“>”、“<”或“=”)
某温度时,在10 L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化下表中数据
t/min |
X/mol |
Y/mol |
Z/mol |
0 |
1.00 |
2.00 |
0.00 |
1 |
0.90 |
1.80 |
0.20 |
3 |
0.75 |
1.50 |
0.50 |
5 |
0.65 |
1.30 |
0.70 |
9 |
0.55 |
1.10 |
0.90 |
10 |
0.55 |
1.10 |
0.90 |
14 |
0.55 |
1.10 |
0.90 |
(1) 体系中发生反应的化学方程式是____________;
(2) 列式计算该反应在0~3 min时间内产物Z的平均反应速率:________;
(3) 该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于________;
(4) 如果该反应是放热反应,改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z随时间变化的曲线1、2、3(如下图所示)则曲线1、2、3所对应的实验条件改变分别是:1____________,2______________,3______________。
高温下CuO和CO中发生反应:CuO(s)+CO(g) Cu(s)+CO2(g)。
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度/℃ |
1 000 |
1 150 |
1 300 |
平衡常数 |
4.0 |
3.7 |
3.5 |
请回答下列问题:
(1) 该反应的平衡常数表达式K=________,ΔH________0(填“>”“<”或“=”);
(2) 在一个容积为10 L的密闭容器中,1 000 ℃时加入Cu、CuO、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=________、CO的平衡转化率=________;
(3) 欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是__ __。
A.减少Cu的量 B.增加CuO的量 C.移出部分CO2
D.提高反应温度 E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂
将洁净的金属片A、B 、C、D 分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示)。在每次实验时,记录电压指针的移动方向和电压表的读数如右表所示:
已知构成原电池两电极的金属活动性相差越大,电压表读数越大。请判断:
(1) A、B、C、D四种金属中活泼性最强的是_____________(用字母表示)
(2) 若滤纸改用NaOH溶液浸润一段时间后,则在滤纸上能看到有白色物质析出,后迅速变为灰绿色,最后变成褐色。则滤纸上方的金属片为___________(A、B、C、D中哪一种),此时对应的电极反应式为:正极___________________________________________