(1)能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛地开发和应用前景。反应:
① 下表所列数据是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 |
由表中数据判断ΔH1__________0(选填“>”“=”或“<”),根据该反应特点,此反应自发进行的条件是____________(选填“高温”“低温”或“任何温度”)
②某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol·L-1,则CO的转化率为___________。
(2)合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,通过反应进行甲醇合成,T1℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入一定量CO和H2,反应到某时刻测得各组分的浓度见下表。
物质 |
H2 |
CO |
CH3OH |
浓度/mol·L-1 |
0.2 |
0.1 |
0.4 |
①比较此时正、逆反应速率的大小:v正__________v逆(选填“>”“<”或“=”)
②若其他条件不变,在T2℃反应10min后达到平衡,c(H2)=0.4mol·L-1,则该时间内反应速率v(CH3OH)=_____________。
(3)已知:
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是 。
(4)已知:常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38;当溶液的pH=4时, 则此溶液中Fe3+的物质的量浓度是_____________。
下列物质含有少量杂质,请在空格中填上适宜的试剂将杂质除去,并写出相应的方程式(是离子反应的写离子方程式)。
物质 |
杂质 |
试剂 |
化学(离子)方程式 |
①CO2 |
HCl |
||
②Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
||
③Cu |
Mg |
下表是元素周期表的一部分,表中的数字表示一种短周期元素,回答下列问题:
(1)画出②的原子结构示意图:。
(2)③、④、⑦、⑧四种元素所形成的气态氢化物中最稳定的是______(填化学式)。
(3)①在元素周期表中的位置是。
(4)⑧、⑨元素的最高价氧化物对应水化物的酸性比较:> ___ (填化学式)。
(5)写出⑤和⑨组成的化合物的电子式:。
(6)④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序是:____>____>____(用元素符号表示)。
指出下列反应属于吸热反应还是放热反应。
①燃烧木炭取暖; ②煅烧石灰石制生石灰;
③Ba(OH)2·8H2O晶体与氯化铵晶体反应; ④铝与稀盐酸反应;
⑤食物因氧化而腐败;⑥生石灰与水作用制熟石灰;
⑦灼热的炭与二氧化碳反应;⑧酸碱中和反应。
三种短周期元素x、y、z对应的单质 X、Y、Z,常温常压下均为无色气体,在适当条件下单质X、Y、Z之间可以发生如右图所示的变化。已知B分子组成中z原子个数比C分子中少一个。
请回答下列问题:
(1)元素x的原子结构示意图;元素y在周期表中的位置是;
(2)已知C的浓溶液与浓盐酸相遇可产生白烟,写出白烟成分的电子式:。
(3)C与X在一定条件下生成化合物A的化学方程式:。
(4)一定条件下,A与C反应可生成Y和B,请写出该反应的化学方程式;并用单线桥法标出电子转移的方向与数目。
。
(5)用电子式表示B的形成过程。
实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化:
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是____________(填字母)。
A.DH>0,DS>0B.DH>0,DS<0 C.DH<0,DS<0D.DH<0,DS>0
(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入l mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。
①从反应开始到平衡,CH3OH的平均反应速率
v(CH3OH) =mol·(L·min)-1;
H2的转化率 =
②该反应的平衡常数表达式K=
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是(填字母)。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)及时液化抽出
C.选择高效催化剂D.再充入l molCO2和3 molH2
(3)25℃,1.01×105Pa时,16g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出363.3kJ的热量,写出表示CH3OH燃烧热的热化学方程式:
(4)选用合适的合金为电极,以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料,可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池,此电池的负极电极反应式