甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般可采用下列反应合成甲醇:
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH
①下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.04 |
0.25 |
0.012 |
由表中数据判断ΔH 0 (填“>”、“=”或“<”)。
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,5min该反应达到平衡,测得c(CO)= 0.2 mol/L,则用H2表示的5min内该反应的反应速率为 ,此时的温度为 (从上表中选择)。
③300℃时,向2L的密闭容器中投入CH3OH(g)发生反应I,达平衡时CH3OH(g)的分解率是50%,求起始投入CH3OH(g)的物质的量 mol。
(2)在压强为0.1 MPa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。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1mol CO和3mol H2
根据如图所示装置回答:
(1)当X为Pt, Y为Fe, Z为AgNO3时,阳极反应为 ,阴极反应为
(2)X为Cu,Y为Fe,Z为CuSO4时,阳极反应为 ,阴极反应为 。
(3)用铂电极电解CuSO4和KNO3的混合液500mL,经过一段时间后,两极均得到标况下11.2L气体,则原混合液中CuSO4的物质的量浓度为 mol/L
研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)===2Fe(s)+3CO(g)ΔH1=+489.0 kJ·mol-1;
C(石墨)+CO2(g)==="2CO(g)" ΔH2=+172.5 kJ·mol-1。
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为________________________
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH
①该反应的平衡常数表达式为K=_____________。
②取一定体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应。反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图Z76(a)所示,则该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“=”)。
(a) (b)
图Z76
③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间的变化关系如图(b)所示,曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI________KⅡ(填“>”“<”或“=”)。
(3)以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为:____________
2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O当氨碳比
=3,达平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为_________。
②用硫酸溶液作电解质进行电解,CO2在电极上可转化为甲烷,该电极反应的方程式为________。
某同学设计了如图所示装置(夹持仪器省略)进行系列实验,实验时将药品A逐滴加入到固体B中,请根据下列实验回答问题:
(1)若A为水,B为过氧化钠,C中盛有稀硫酸和FeCl2混合溶液,旋开活塞E后,C中溶液颜色变化为 ,烧瓶中发生反应的化学方程式为 。
(2)若A为盐酸、B为大理石(主要成分为CaCO3粉末)、C中盛有水玻璃,则小试管中的现象是 ,固体的主要成分为(写化学式)_________________。
(3)利用上述装置可以验证SO2的性质, 若A为浓硫酸,B为亚硫酸钠粉末,那么C中盛有 溶液时可验证其具有漂白性;而C中盛有 溶液时可验证其具有还原性(各填一种物质名称)。
某同学设计了有关氯气的实验:
(1)写出实验室制备Cl2的离子方程式,并用单线桥分析电子的转移: 。
(2)装置中通入Cl2后,集气瓶 A中干燥的红色布条无变化,集气瓶B中湿润的红色布条 ,用发生反应的化学方程式和必要的文字叙述解释现象 。
(3)上述装置烧杯中盛放溶液的作用是_________________________。
(4)Fe在Cl2中燃烧,生成棕红色的烟,其溶液中存在Fe3+,向溶液中加入适量量铜粉恰好完全反应,溶液变色,发生的化学反应方程式为 ,后再加氯水,溶液颜色再次发生变化,原因是(用离子方程式表示)_____________。
(1)0.5 mol H2O的质量为 ,其中含有 个水分子,共有 个原子。
(2)在下列提供的试剂中,选择合适的试剂除去下表中各混合物的杂质(括号内物质为杂质),并按要求填写空格。
A.NaOH溶液 | B.稀盐酸 | C.氯水 | D.溴水 |
混合物(括号内为杂质) |
除杂试剂(填序号) |
反 应 离 子 方 程 式 |
① Cu (CuO) |
||
② NaBr (NaI) |