以甲烷为初始原料制取氢气,是一项比较成熟的技术,下面是制取氢气的流程图,根据信息回答下列问题:
(1)阶段I发生的反应为CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)。
①已知在“水碳比”[
]等于3时测得温度(T )和压强(p)对上述反应的影响如图所示。则升高温度,该反应的平衡常数K_______(填“增大”、“减小”或“不变”),据图可知p1_________(填“>”、“<”或“=”)p2。
②将等物质的量的甲烷和水蒸气充入1L恒容密闭容器中,发生上述反应,某温度下反应达到平衡,平衡常数K=27,此时测得一氧化碳的物质的量为0.10 mol,则甲烷的平衡转化率为____________。
(2)阶段Ⅱ发生的反应为CO(g)+ H2O(g)
CO2(g)+ H2 (g),T1温度时,向2L的恒容密闭容器中通入一定量的CO和H2O(g),反应过程中测得部分数据如下表所示(表中t1<t2):
| 反应时间/min |
n(CO)/mol |
n(H2O)/mol |
| 0 |
1.20 |
0.60 |
| t1 |
0.80 |
|
| t2 |
|
0.20 |
①保持T1温度不变,若向原容器中通入0.60 rnol CO和1.20 mol H2O(g),则达到平衡后n(CO2)=____。
②若达到平衡后,保持其他条件不变,只是向原平衡体系中再通入0.20 mol H2O(g),则下列说法正确的是________。
a.CO的转化率将增大
b.H2O(g)的体积分数将增大
c.气体的密度将不变
d.化学平衡常数将增大
e.因混合气体总体积不变,故混合气体的总物质的量不变
(3)储氢问题是安全利用氢能的关键,某合金是一种能够吸收氢气的神奇材料,已知一定条件下1 cm3的该合金最多可吸收6.02×1022个氢原子,液态氢气的密度为0.07 g·cm-3,则相同体积的该合金和液态氢的含氢量之比为_________。
已知短周期主族元素X、Y、Z、W,原子序数依次增大且X和Y的原子序数之和等于Z的原子序数,X和Z可形成X2Z,X2Z2两种化合物,W是短周期主族元素中半径最大的元素。
(1)W在周期表中的位置:。
(2)在一定条件下,容积为1L密闭容器中加入1.2molX2和0.4molY2,发生如下反应:
3X2 (g) + Y2(g)
2YX3(g)△H
反应各物质的量浓度随时间变化如下:
①计算该温度下此反应的平衡常数K=。
②若升高温度平衡常数K减小,则△H0(填“>”、“<”或“=”)。
③改变下列条件,能使该平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是(填字母)。
a.增大压强 b. 降低温度 c.使用催化剂 d. 增大反应物的浓度
(3)常见液态化合物X2Z2的稀溶液易被催化分解,可使用的催化剂为(填字母)。
a.MnO2b.FeCl3 c.Na2SO3 d.KMnO4
(4)A是四种元素中三种元素组成的电解质,溶液呈碱性,将常温下0.1mol·L-1的A溶液稀释至原体积的10倍后溶液的pH=12,则A的电子式为。
(5)以X2为燃料可制成燃料电池。已知:2X2(g)+Z2(g)=2X2Z(l)△H=−572KJ·mol-1
该燃料电池释放228.8KJ电能时,生成1mol液态X2Z,该电池的能量转化率为。
已知如图所示的可逆反应:A(g)+B(g)
C(g)+D(g)ΔH =" Q" kJ/mol
请回答下列问题:
(1)Q0(填“>”、“<”或“=”);
(2)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(A)=" 1.0" mol/L,c(B)="2.0" mol/L ;达到平衡后,A的转化率为50%,此时B的转化率为;
(3)若反应温度升高,A的转化率(填“增大”“减小”或“不变”);
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(A)="3.0" mol/L,c(B)=" a" mol/L;达到平衡后,c(D)="1.0" mol/L,则a=;
(5)反应体系中加入催化剂,反应速率增大,则E1的变化是:E1(填“增大”“减小”“不变”),ΔH的变化是:ΔH(填“增大”“减小”“不变”)。
(7分) 科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
⑴目前合成氨的技术原理为:
该反应的能量变化如图所示。
①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是:。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡,测得N2为0.1 mol,H2为0.3 mol,NH3为0.1 mol。该条件下H2的转化率为。
③欲提高②容器中H2的转化率,下列措施可行的是。
| A.向容器中按原比例再充入原料气 | B.向容器中再充入惰性气体 |
| C.改变反应的催化剂 | D.液化生成物分离出氨 |
⑵1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传导H+),从而实现了高转化率的电解法合成氨。其实验装置如图所示。阴极的电极反应式为。
⑶根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生下列反应:
进一步研究NH3生成量与温度关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
| T/K |
303 |
313 |
323 |
| NH3生成量/(10-6mol) |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
①合成反应的a_0。(填“大于”、“小于”或“等于”)
②已知
则
如图装置闭合电键时,电流计A的指针将发生偏转。试回答下列问题。
(1)A池是;Zn的电极名称是B池是;Pt的电极名称是
(填电解池、原电池、阴、阳、正、负极等)
(2)写出下列有关反应:
Cu极上电极反应:,C极上电极反应:
(3) B池中的总反应的化学方程式为
(4 )如果要用B池给铁片上镀上一层Cu,则B池应作何改进
(6分)KMnO4溶液与H2C2O4溶液可发生如下反应:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
(1)该反应速率开始十分缓慢,一段时间后突然加快,这是因为_____(填化学式)对该反应具有催化作用。
(2)据此原理,可以利用KMnO4溶液来测定H2C2O4溶液的浓度,具体做法如下:
①准确配制0.10mol/L的KMnO4溶液
②将KMnO4溶液盛放在______滴定管中(填“酸式”或“碱式”)
③准确量取25.00mL H2C2O4溶液于锥形瓶中
④进行滴定
滴定终点有什么现象_________________,是否需要指示剂__________(填“是”或“否”)
(3)在下列操作中,会使测定的H2C2O4溶液浓度偏大的是___________。
①盛装KMnO4溶液的滴定管用蒸馏水洗净后未用KMnO4溶液润洗
②锥形瓶中盛有少量蒸馏水,再加待测液
③盛装H2C2O4溶液的滴定管用蒸馏水洗净后,未用H2C2O4溶液润洗
④滴定后观察滴定管读数时,视线高于刻度线
(4)滴定时所得的实验数据如下,试计算所测H2C2O4溶液的浓度为_________mol/L
| 实验次数编号 |
待测液体积mL |
滴入的标准液体积(mL) |
| 1 |
25.00 |
28.95 |
| 2 |
25.00 |
25.05 |
| 3 |
25.00 |
24.95 |