CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,可以在一定条件下制备甲醇,二甲醚等多种有机物。工业上利用天然气(主要成分为CH4)与水进行高温重整制备合成气。
(1) 已知:CH4、H2和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol,且1mol液态水汽化时的能量变化为44.0kJ。写出甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式 。
(2)在一定条件下,向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g),测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示:
![]() ![]() 物质 浓度 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
CH4 |
0.2mol·L—1 |
0.13 mol·L—1 |
0.1 mol·L—1 |
0.1 mol·L—1 |
0.09 mol·L—1 |
H2 |
0 mol·L—1 |
0.2 mol·L—1 |
0.3 mol·L—1 |
0.3 mol·L—1 |
0.33 mol·L—1 |
①3—4min之间,化学平衡向___ ____反应方向移动(填“正”或“逆”)。
②3min时改变的反应条件是____________________(只填一种条件的改变)
(3)已知温度、压强、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1____X2(填“=”“>”或“<”下同)
②图2中两条曲线所示的压强比的关系:p1_______p2
(4)以天然气(设杂质不参与反应)、KOH溶液为原料可设计成燃料电池
①放电时,正极的电极反应式_______________________________________
②设装置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L,放电过程中没有气体逸出,则放电完毕后,所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 ____。
物质在水溶液中可能存在电离平衡、盐的水解平衡或沉淀溶解平衡,它们都可看作化学平衡的一种。请根据所学化学知识回答下列问题:
(1)草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性。在O.1mol·L-1 KHC2O4溶液中,下列关系正确的是____________
A.c(K+)+c(H+) = c(HC2O4-)+c(OH-)+c(C2O42-)
B.c(HC2O4-)+c(C2O42-) =" 0.1" mol·L-1
C.c(C2O42-) < c(H2C2O4)
D.c(K+) = c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)
(2)0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中存在的平衡有(用离子方程式表示)_____________。
(3)MOH和ROH两种一元碱的溶液分别加水稀释时,pH变化如下图所示。下列叙述中不正确的是
A.ROH是一种强碱
B.在x点,MOH未完全电离
C.在x点,c(M+)=c(R+)
D.稀释前,c(ROH)=10c(MOH)
(4)AgCl在溶液中存在如下平衡:在25℃时,AgCl的
Ksp=1.8×10-10。现将足量AgCl分别放入下列液体中:①100 mL蒸馏水 ②100 mL 0.3
mol·L-1 AgNO3溶液 ③100 mL 0.1 mol·L-1MgCl2溶液充分搅拌后冷却到相同温度,Ag+
浓度由大到小的顺序为_____________(填序号),向50 mL 0.018 mol/L的AgNO3溶液中加
入50 mL 0.02 mol/L的盐酸,沉淀生成后溶液中c(Ag+)是________mol/L。如果向生成沉淀
后的溶液中再加入50 mL 0.001 mol/L的盐酸,是否产生沉淀_______(填“是”或“否”)。
现有下列化合物①NaCl、②NaOH、③HCl、④NH4Cl、⑤CH3COONa、⑥CH3COOH、⑦NH3·H2O、⑧H2O,回答问题:
(1)NH4Cl溶液显________性,用离子方程式表示___________ _____________。
(2)已知水中存在如下平衡:H2O+H2OHO+OH-ΔH>0,现欲使平衡向右移动,且所得溶液显酸性,选择的方法是________。
A.向水中加入NaHSO4固体 |
B.向水中加入Na2CO3固体 |
C.加热至100 ℃ |
D.向水中加入(NH4)2SO4固体 |
(3)若等pH、等体积的②(NaOH)和⑦(氨水)分别加水稀释m倍、n倍,稀释后pH相等,则m________n(填“>”“<”或“=”)。
(4)pH=12的NaOH溶液100mL,要使它的pH为11。(体积变化忽略不计)
如果加入蒸馏水,应加_________mL;如果加入pH=10的NaOH溶液,应加_________mL;
如果加0.01mol/L HCl,应加_________mL。
(Ⅰ)在一定温度下将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g),2分钟末反应达到平衡状态,生成了0.8 mol D,请填写下面空白。
(1)用D表示的平均反应速率为____________A的转化率为____________。
(2)如果缩小容器容积(温度不变),则平衡体系中混合气体的密度____________(填“增大”、“减少”或“不变”)。
(3)若向原平衡体系再投入1 mol A和1 mol B,平衡____________(填“右移、左移或不移”)。
(4)若开始时只加C和D各4/3 mol,要使平衡时各物质的质量分数与原平衡相等,则还应加入____________mol B物质。
(Ⅱ)现有反应:CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+ H2(g) ;△H<0,在850℃时,平衡常数K=1。
(1)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入 1.0 mol CO、3.0molH2O、1.0mol CO2和x molH2,则:
①当x=5.0时,上述平衡向_______(填正反应或逆反应)方向进行。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是________。
(2)在850℃时,若设x=5.0 mol和x=6.0mol,其它物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,则a _______b(填“大于”、“小于”或“等于”)。
红磷P(s)和Cl2(g)发生反应,生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量的关系如图所示(图中△H表示生成1 mol 产物的数据)。
根据图回答下列问题:
(1)P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式:
(2)PCl5(g)分解生成PCl3(g)和Cl2(g)的热化学方程式:____________________;
(3)上述分解反应是一个可逆反应。温度T1时,在体积为1L的密闭容器中加入0.80mol PCl5,反应达平衡时PCl5还剩0.60mol,其分解率α1等于,平衡常数K1等于;若反应温度由T1升高到T2,平衡时PCl5的分解率为α2,平衡常数为K2,则α2α1,
K2K1。(填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)P和Cl2分两步反应生成1mol PCl5的△H3 =
已知A、B、C、D都是短周期元素,它们的原子半径大小为B>C>D>A。B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D原子有2个未成对电子。A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体。E是第四周期元素,其原子核外最外层电子数与A原子相同,其余各层电子均充满。回答下列问题(用元素符号或化学式表示)。
(1)M分子中B原子轨道的杂化类型为。
(2)化合物CA3的沸点比化合物BA4的高,其主要原因是。
(3)写出与BD2互为等电子体的C3-的结构式。
(4)E+的核外电子排布式为,下图是D、E形成的某种化合物的晶胞结构示意图,该晶体1个晶胞中阳离子的个数为。
(5)向E的硫酸盐溶液中通入过量的CA3,可生成[E(CA3)4]2+配离子,1 mol [E(CA3)4]2+中含有σ键的数目为。