(14分)研究CO2与CH4的反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机,减少温室效应具有重要的意义。
(1)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-802 kJ·mol-1
则CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H= kJ·mol-1
(2)在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。
①据图可知,p1、p2、 p3、p4由大到小的顺序 。
②在压强为p4、1100℃的条件下,该反应5min时达到平衡点X,则用CO表示该反应的速率为 。该温度下,反应的平衡常数为 。
(3)CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2 (g)来制取。
① 在恒温恒容下,如果从反应物出发建立平衡,可认定平衡已达到的是
A.体系压强不再变化 | B.H2与CO的物质的量之比为1:1 |
C.混合气体的密度保持不变 | D.气体平均相对分子质量为15,且保持不变 |
② 在某密闭容器中同时投入四种物质,2min时达到平衡,测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2.2molH2(g)和一定量的C(s),如果此时对体系加压,平衡向 (填“正”或“逆”)反应方向移动,第5min时达到新的平衡,请在右图中画出2~5min内容器中气体平均相对分子质量的变化曲线。
工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
(1)该反应的平衡常数表达式为:K=
(2)图1是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间的变化情况。从反应开始到平衡,用CO浓度变化表示的平均反应速率v(CO)=。
(3)适宜的催化剂能(选填序号)。
a.改变反应的热效应 b.降低生产能耗 c.加快反应速率
d.提高反应物的转化率
(4)在2 L密闭容器中发生反应 CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) 若T℃时,加入2mol CH3OH,反应达平衡后,生成CO 1 mol,此时向容器中同时加入2 mol的CH3OH和4mol的H2混合气体(保持温度不变),则平衡将(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动,达到新平衡后平衡常数K的值为
(5)恒容条件下,下列措施中能使n (CH3OH)/n (CO)增大的有(选填序号)。
a. 升高温度 b. 使用催化剂c.再充入2mol H2 d.再充入1mol CO
(6)甲醇可与氧气构成燃料电池,该电池用多孔的惰性电极浸入浓氢氧化钾溶液,写出该电池的负极反应式___________________
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。
(4)若六种物质组成一个完整的化学反应,且没有对该反应中的某些物质的比例作限定,则方程式可能的配平系数有许多组。原因是。
已知B是常见金属单质,E为常见非金属单质,H常温下为无色液体,C的浓溶液在加热时才与D反应。根据下列框图所示,试回答:
(1)写出化学式:A____________;E______________;L______________。
(2)反应①的离子方程式:___________________________________。
(3)反应②,工业上采取的反应条件是________________________。
(4)反应③,工业上采取的操作不是K直接与H反应,原因是__________________。
(5)每生成1 mol K,反应放出98.3 kJ热量,该反应的热化学方程式为:
___________________________________________________________________。
有机物A的相对分子质量小于150,其中含氧的质量分数为23.5%,完全燃烧只生成二氧化碳和水。有机物之间的相互转化如图(部分反应条件略)。请回答下列问题:
(1)H和F中含有的官能团的名称分别为:H中__________;F中____。
(2)有机物E的结构简式为_______________________。
(3)有机物G能发生的反应类型有_____________(填字母)。
A.取代反应 B.加成反应 C.消去反应 D.加聚反应 E.氧化反应
(4)以M表示有机物的摩尔质量,则下列关系正确的是_____________(填字母)。
A.M(A) =" M(B)" + M(C) B.M(D) =" M(G)" + 14
C.2M(F) + 18 =" M(D)" + M(G)D.M(D) > M(F) > M(G) > M(H)
(5)简述检验有机物F中的官能团的实验方法__________________。
(6)有机物A的一种同分异构体X,能发生银镜反应,且含有与E相同的官能团。则X的同
分异构体有_________种。
(7)写出反应①的化学方程式: _____;写出反应⑦的化学方程式:____________。
某化学课外活动小组设计实验探究氮的化合物的性质,装置如下图所示(A装置未画出),其中A为气体发生装置。A中所用试剂,从下列固体物质中选取:①NH4HCO3、②NH4Cl、③Ca(OH)2、④NaOH。
检查装置气密性后,先将C处铂丝网加热至红热,再将A处产生的气体通过B装置片刻后,撤去C处酒精灯,铂丝继续保持红热,F处铜片逐渐溶解。
(1)实验室制取A中气体时若只用一种试剂,该试剂是___________填代表备选试剂的序号);此时A中主要的玻璃仪器有___________(填名称)。
(2)下面关于A中所用试剂的说法正确的是________________。
A.施用该物质会大大提高粮食产量而对环境无影响
B.向该物质的溶液中加入足量氢氧化钡溶液发生反应的离子方程式为:NH4+ + OH– = NH3•H2O
C.可通过加热方法区别该试剂和(NH4)2SO4
D.工业上用NH3等合成该物质的过程可称为氮的固定
(3)装置C中发生催化氧化反应的化学方程式为_________________________,装置E发生反应的化学方程式为_________________________________________________。
(4)假设A、B中的药品充足,则装置F中可以观察到的现象有__________________。
(5)指导老师从安全与环保角度考虑,指出该装置有两处明显的缺陷,请你提出修改建议:_______________________________________________________。