(12分)目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇,其反应方程式为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49kJ/mol。现进行如下实验:在体积为2 L的密闭容器中,充入2molCO2和6molH2,在一定温度下发生反应并达平衡,实验中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图:
(1)从反应开始到平衡,CO2的平均速率为 ;
(2)下列说法中正确的是 ;
A、某时刻时混合气体的密度、平均相对分子质量不变均可说明该反应达平衡状态
B、单位时间内消耗3mol H2的同时消耗1 mol CH3OH,可说明该反应达平衡状态
C、反应达平衡时H2的转化率为75%
D、2 mol CO2和6 mol H2反应达到平衡时放出98.0KJ热量
E、达平衡之后改变条件若平衡发生移动。该反应的平衡常数一定改变
(3)下列措施中既能加快该反应速率又能使CO2的转化率增大的是(填字母代号) ;
A、加入催化剂 B、升高温度 C、恒温恒容下充入He(g) D、再充入l mol CO2和3 mol H2
(4)该温度下的平衡常数为(用分数表示) ;
(5)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2 (g)+3H2 (g);△H=+49.0kJ/mol
②CH3OH(g)+1/2O2 (g)=CO2 (g)+2H2 (g);△H="-192.9" kJ/ mol
由此可推知:CH3OH(l)+1/2O2 (g)=CO2 (g)+2H2 (g)的△H -192.9 KJ/mol(填“>”“<”或“=”);又已知:H2O(g)= H2O (l);△H=-44.0 KJ/mol,则CH3OH(g)的燃烧热为 。
化学实验中,如使某步中的有害产物作为另一步的反应物,形成一个循环,就可不再向环境排放该种有害物质。例如:
(l)在上述有编号的步骤中,需用还原剂的是 ,需用氧化剂的是 (填编号)。
(2)在上述循环中,既能与强酸反应又能与强碱反应的两性物质是 (填化学式)。
(3)已知在稀盐酸酸化条件下1molNa2Cr2O7能氧化KI生成3molI2,则还原产物为 (填化学式)。
已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E.其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构.AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24,ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物,且两种配体的物质的量之比为2:1,三个氯离子位于外界。请根据以上情况,回答下列问题:(答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为________________;A、B、C的电负性由大到小的顺序为___________;(均用“<”或“>”连接)
(2)B的氢化物的分子空间构型是_____________。其中心原子采取_____________杂化。
(3)写出化合物AC2的电子式____________;一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体,其化学式为____________。
(4)E的价层电子排布式是____________,在形成化合物时它的最高化合价为_____________,ECl3形成的配合物的化学式为________________。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时,B被还原到最低价,该反应的化学方程式是________________。
纯碱一直以来都是工业生产的重要原料,很长一段时间来纯碱的制法都被欧美国家所垄断。上个世纪初我国著名的工业化学家侯德榜先生,经过数年的反复研究终于发明了优于欧美制碱技术的联合制碱法(又称侯氏制碱法)。并在天津建造了我国独立研发的第一家制碱厂。其制碱原理的流程如图所示:
(1)侯德榜选择天津作为制碱厂的厂址有何便利条件(举二例说明)_____________、______________。
(2)侯氏制碱法的最终产物是(化学式)_______________;其在水溶液中显著的实质是(离子方程式):__________________。
(3)合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体,它们分别是:______________、_____________。这两种气体在使用过程中是否需要考虑添加的顺序?____________(填“是”或“否”),原因是_______________。
(4)在沉淀池中发生的反应的化学方程式是_________________。
(5)使原料水中溶质的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了_____________(填上述流程中的编号)的循环.从母液中可以提取的副产品的应用是______________(举一例)。
工业上可由天然气为原料制备甲醇,也可由水煤气合成甲醇。
(1)已知2CH4(g)+O2(g)=2CO2(g)+4H2(g) △H=akJ/mol
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=bkJ/mol
试写出由CH4和O2制取甲烷的热化学方程式:___________________。
(2)还可以通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图甲是反应时CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间t的变化情况。从反应开始到平衡,用CO表示平均反应速率v(CO)=____________,该反应的平衡常数表达式为______________。
(3)在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20mol H2,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如乙图所示.
①下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是___________。(填字母)
A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.体系中H2的转化率和CO的转化率相等
D.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小PA___________PB(填“>、<、=”)。
③若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20L.如果反应开始时仍充入10molCO和20molH2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=___________L。
(4)以甲醇为燃料,氧气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)。
①若KOH溶液足量,则电池负极反应的离子方程式为_____________。
②若电解质溶液中KOH的物质的量为1.0mol,当有0.75mol甲醇参与反应时,电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是______________。
(1)在一体积为10L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在850℃时发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);△H<0。CO和H2O浓度变化如下图,则0~4min的平均反应速率v(CO)=______________mol/(L·min)
(2)t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如右上表。请回答:
①表中3min~4min之间反应处于____________状态;C1数值__________0.08mol/L(填大于、小于或等于)。
②反应在4min~5min问,平衡向逆方向移动,可能的原因是____________(单选),表中5min—6min之间数值发生变化,可能的原因是____________(单选)。
a、增加了水蒸气的量 b、降低温度 c、使用催化剂 d、增加氢气浓度