甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:2H2(g) + CO(g)
CH3OH(g)
(1)判断反应达到平衡状态的依据是 (填序号)。
a. 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
b. 混合气体的密度不变
c. 混合气体的平均相对分子质量不变
d. CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)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 |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
①该反应的平衡常数表达式K= ,△H 0(填“>”、“<”或“=”)。
②要提高CO的转化率,可以采取的措施是_____________(填序号)。
a.升温
b.加入催化剂
c.增加CO的浓度
d.加入H2加压
e.加入惰性气体加压
f.分离出甲醇
③300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是 (填字母)。
A.c(H2)减少 B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH 的物质的量增加 D.重新平衡时c(H2)/ c(CH3OH)减小
④某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)= 0.2 mol/L,则CO的转化率为 ,此时的温度为 。以CH3OH表示该过程的反应速率v(CH3OH)= mol /(L · min)。
(3)下图表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A____C(填“>”、“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数A_____C,由状态B到状态A,可采用______的方法(填“升温”或“降温”)。
(4)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH =-a kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =-b kJ·mol-1
③H2O(g)= H2O(l) ΔH=-c kJ·mol-1
则,CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l) ΔH= kJ·mol-1。
甲、乙、丙为常见单质,乙、丙两元素在周期表中位于同一主族。x、 A、B、C、D、E、F、G均为常见的化合物,其中A和X的摩尔质量相同,G的焰色反应为黄色。在一定条件下,各物质相互转化关系如下图:
(1)用化学式表示:丙为 ,C为
(2)X的电子式为 。
(3)写出A与H2O反应的化学方程式:
(4)写出B与G溶液反应的离子方程式:
某原电池装置中盛有NaOH浓溶液,若分别向 (填“正”或“负”,下同)极通入可燃性气体,向 极通入O2,则电路中就有电流通过,电流方向由极流向极,溶液中OH–向极移动。
合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=-92.2kJ/mol。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为:催化剂-铁触媒,温度-400~500℃,压强-30~50MPa。
回答下列问题:
(1)合成氨工业中原料气压缩到30~50MPa的原因是。从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用400~500℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是。
(2)500℃、50MPa时,在容积为VL的容器中加入nmolN2、3nmolH2,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时N2的转化率为x。则K和x的关系满足K=。
(3)甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。部
分物质的燃烧热数据如下表:
| 物质 |
燃烧热(kJ·mol-1) |
| H2(g) |
-285.8 |
| CO(g) |
-283.0 |
| CH4(g) |
-890.3 |
已知1molH2O(g)转变为1molH2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和H2O(g)在高温下反应的热化学方程式。
(4)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式。
空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下:
(1)溴在周期表中位于_________周期,_________族。
(2)步骤④的离子方程式:________________________________________。
(3)步骤⑥的蒸馏过程中,溴出口温度为何要控制在80—90℃。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因:___________________________________________。
(4)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。若在实验室分离上述混合物的分离仪器的名称是___________,分离时液溴从分离器的_________(填“上口”或“下口”)排出。
(5)为什么不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴,而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”:。
A、B、C、D为短周期元素,请根据下表信息回答问题。
| 元素 |
A |
B |
C |
D |
| 性质或结构信息 |
工业上通过分离液态空气获得其单质,单质能助燃 |
气态氢化物显碱性 |
+3价阳离子的核外电子排布与氖原子相同 |
第三周期原子半径最小 |
(1)B在气态氢化物的电子式为: 。
(2)工业上电解法冶炼单质C的化学方程式为: 。
(3)D的单质与A的一种氢化物反应生成具有漂白性的物质;D的单质与A的另一种氢化物反应生成A的单质。有关反应的化学方程式为:
; 。