甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ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100 L),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、压强的关系如下图。
①已知100 ℃压强为p1时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为 。
②图中的p1 p2(填“<”“>”或“="”),100" ℃压强为p2时平衡常数为 。
③该反应的ΔH 0(填“<”“>”或“=”)。
(2)在一定条件下,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) ΔH<0 ……Ⅱ
①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.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H2
②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表格中。
A.下表中剩余的实验条件数据:a= ;b=。
B.根据反应Ⅱ的特点,下图是在压强分别为0.1 MPa和5 MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强px= MPa。
实验编号 |
T/℃ |
n(CO)/n(H2) |
p/MPa |
1 |
150 |
1/3 |
0.1 |
2 |
a |
1/3 |
5 |
3 |
350 |
b |
5 |
分子式为C12H14O2的F有机物广泛用于香精的调香剂。
已知:① R-CH2X + NaOH R-CH2OH + NaX(X代表卤素原子)
②
为了合成该物,某实验室的科技人员设计了下列合成路线:
试回答下列问题:(1)A物质在核磁共振氢谱中能呈现 种峰;C物质的官能团名称_____________;E物质的结构简式_____________;
(2)上述合成路线中属于取代反应的是(填编号);
(3)反应④的化学方程为;
(4)写出E属于芳香族化合物所有的同分异构体。
X、Y、Z、Q、E、F六种元素中,X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,E在第二周期主族元素中电负性最大的元素。请回答下列问题:
(1)XZ2与YZ2分子的立体结构分别是和,相同条件下两者在水中的溶解度较大的是(写分子式),理由是;
(2)Q的元素符号是,它的核外电子排布式为,在形成化合物时它的最高化合价为;
(3)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键。
(4)F的氢化物是一种碱性气体,F还可与氢形成离子化合物FH5,其电子式为;其晶体的最小结构单元如图所示,经实验测得FH5晶体的密度为dg/cm3,阿伏加德罗常数用NA表示,则该晶体中阴离子与阳离子之间的最短距离为cm。
有A、B、C、D四种短周期的非金属元素(其单质也可分别用A、B、C、D表示),四种元素的原子序数按B、D、C、A顺序增大,D、C元素在周期表中位置相邻。在一定条件下,B可以分别和A、C、D化合生成甲、乙、丙化合物,C和D化合可得丁。已知乙、丙两个分子中各含有10个电子,并且甲、乙、丙、丁、戊有如下的变化关系:
请填写下列空格:
(1)甲的浓溶液与一种黑色粉末共热可得A,该反应的离子方程式为:
__________________________________________________________。
(2)写出下列化学用语:用电子式表示乙分子的形成过程_______________,
戊分子的结构式是__________,甲和丙反应产物的电子式 __________。
(3)写出下列反应的化学方程式:
丙+丁→D + 乙:_____________;A+丙→D + 甲:__________________
已知硝酸与金属反应时,在不同条件下有不同的还原产物,甚至在同一反应中可同时得到多种还原产物。现有HNO3、NH4NO3、N2O、H2O、Zn、Zn(NO3)2六种物质,(1)请利用其中五种物质组成一个完整的化学反应,写出该化学反应方程式;
(2)上述所写反应中,硝酸表现出的化学性质是,被还原的元素是。
(3)若六种物质组成一个完整的化学反应,则反应中的还原产物是(填化学式),若该反应中NH4NO3与N2O物质的量之比为1︰1,那么该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。
一定温度下,将2mol A和2mol B两种气体混合于体积为2 L的某恒容的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)x C(g)+2D(g),
H <0,2min 末反应达到平衡状态(温度不变),生成了0.8 mol D,并测得C的浓度为0.4 mol/L,请填写下列空白:
(1)X的值等于,
(2)该反应的化学平衡常数K=,升高温度时K值将
(填“增大”、“减小”、“不变”)
(3)A物质的转化率为。
(4)若维持温度不变,在原平衡混合物的容器中再充入3mol C和3mol D,欲使达到新的平衡时,各物质的物质的量分数与原平衡相同,则至少应再充入B的物质的量为mol;达新平衡时,A的物质的量为n(A)= mol。