- 化学平衡常数的含义
- 共77题
利用天然气可制得以H2、CO等为主要组成的工业原料合成气,反应为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。
(1)甲烷与水蒸气反应,被氧化的元素是________,当生成标准状况下35.84L合成气时转移电子的物质的量是________。
(2)将2 mol CH4和5 mol H2O(g)通入容积为100L的反应室,CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。
①达到A点所需的时间为5min,则v(H2)=________,100℃时平衡常数K=________。
②图中的P1________P2(填“<”、“>”或“=”),A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是________。
(3)合成气用于合成氨气时需除去CO,发生反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H<0,下列措施中能使
增大的是________(选填编号)。
A.降低温度
B.恒温恒容下充入He(g)
C.将H2从体系中分离
D.再通入一定量的水蒸气
可用碳酸钾溶液吸收生成的CO2,常温下pH=10的碳酸钾溶液中水电离的OH-的物质的量浓度为________,常温下,0.1 mol·L-1KHCO3溶液pH>8,则溶液中c(H2CO3)________c(CO32-)(填“>”、“=”或“<”)。
正确答案
(1)C(碳);2.4mol
(2)①0.006mol·L-1·min-1;75×10-4 mol2·L-2;② < ;KC >KB> KA
(3)AC;1×10-4 mol·L-1;>
解析
略。
知识点
氨是重要的化工产品和化工原料。
(1)氨的电子式是 。
(2)已知:
① 合成氨的热化学方程式是 。
② 降低温度,该反应的化学平衡常数K (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图1所示。
电池正极的电极反应式是 ,A是 。
(4)用氨合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。工业生产时,原料气带有水蒸气。图2表示CO2的转化率与氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]、水碳比[n(H2O)/n(CO2)]的变化关系。
① 曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是______。
② 测得B点氨的转化率为40%,则x1=______。
正确答案
见解析。
解析
(1)
(2)① N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH= - 92 kJ/mol
② 增大
(3)N2+8H++6e-=2NH4+;NH4Cl
(4)III;3
知识点
金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合金,以及灯泡的灯丝。高温下,在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨,其总反应为:
WO3 (s) + 3H2 (g) W (s) + 3H2O (g)
请回答下列问题:
(1)在一定温度下进行上述反应,若反应容器的容积为0.5L,2min后达到平衡,测得固体的质量减少了4.80g,则H2的平均反应速率___________;该反应的化学平衡常数表达式K=___________________________。
(2)某温度下反应达平衡时,H2与水蒸气的体积比为2:3,则H2的平衡转化率为______;随温度的升高,H2与水蒸气的体积比减小,则该反应为反应_______(填“吸热”或“放热”)。
(3).一定温度下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是_________。
A. 混合气体的总压强保持不变 B. v正(H2O)=v正(H2)
C. 混合气体的密度保持不变 D. 混合气体的平均式量保持不变
(4)钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的使用寿命,其工作原理为:W (s) +2I2 (g) WI4 (g)。下列说法正确的有__________。
A.灯管内的I2可循环使用
B.WI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上
C.WI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长
D.温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢
正确答案
(1)0.3mol/(L •min)
(2)60% 吸热
(3)CD
(4)AB
解析
略
知识点
氢气被誉为21世纪的新型清洁能源,能有效降低二氧化碳的排放。以甲醇为原料经过重整可以获得氢气。其工业流程如下:
请回答以下问题:
(1)液态甲醇雾化后与水蒸气混合,其目的是______;该工业流程中可以循环利用的物质是______(填名称)。
(2)为了测定CH3OH(g) + H2O(g) → CO2(g) + 3H2(g)的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的甲醇和水蒸气浓度如下:
(i)前2s内的平均反应速率v(H2)=___________
(ii)在该温度下,反应的平衡常数表达式K=_________
(3)为了研究反应条件对CO含量的影响,在甲醇含量为50%,原料液进料量60mL/h的情况下,在常压下和在不同催化环境下得到了反应温度与CO含量的关系图。从图中得到的有关结论是_______________________(写出其中一个即可)
(4)为研究反应中压强对CO含量的影响,请简述你的实验方案:__________________;
正确答案
(1)让反应物充分接触,加快反应速率。 一氧化碳
(2) 1.125X10-3 mol/(LS)
K= ([H2]3[CO2] )/([CH3OH][H2O])
(3)最佳反应温度230℃
(4)在甲醇含量为50%,原料液进料量60mL/h ,温度一定情况下,测定不同压强下CO 含量
解析
略
知识点
钛被誉为“二十一世纪的金属”,用途广泛。按下图所示组成的产业链可以大大提高资源利用率,减少环境污染。请根据流程回答下列问题:
(1)已知FeTiO3中Fe元素的化合价为+3,钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的过程中 元素被氧化,每生产1.9t TiCl4转移电子总数为_______NA。(NA表示阿伏伽德罗常数)
(2)已知:①Mg(s) + Cl2(g)=MgCl2(s) △H =-641kJ·mol-1
② TiCl4(s)=Ti(s) + 2Cl2(g) △H = +770kJ·mol-1
则金属Mg还原TiCl4(s)制取金属Ti的热化学方程式为_______。
(3)某化学兴趣小组模拟上述生产,探究外界条件对合成甲醇反应的影响。
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-91kJ·mol-1。
①在300℃时,向体积为1L的密闭容器中加入2mol H2和1mol CO,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
则从反应开始到建立平衡, v(H2)=_______;
该温度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
的化学平衡常数为_______。
②在其它条件不变,只改变其中的一个条件,该小组同学根据实验绘制如下图像,其中与事实相符的是_______(填序号)。
(4)一种将电解池与燃料电池相结合的新工艺可以降低氯碱工业的高能耗。相关物质的传输与转化关系如下图所示。(其中电极未标出,所用的离子交换膜只允许阳离子通过。)
比较图示中氢氧化钠质量分数a%_______b%(填“<”“>”或“=”)。
(5)有人提出让火力发电厂与氯碱厂就近联合既可以减少SO2的排放,又能降低能耗。请你判断该方案是否可行?_______;理由是:_______。
正确答案
(1)Ti、C,1.0×104
(2)2Mg(s) + TiCl4(s)=2MgCl2(s) + Ti(s) △H=-512 kJ·mol-1
(3)①0.15 mol·L-1· min-1,12 (mol·L-1) -2;②AD
(4)<
(5)可行,将发电厂产生的废气SO2与氯碱厂生产的Cl2或NaOH反应,既能减少SO2排放造成的污染,又可生产多种化学原料。(2分)就近联合还能减少电力输送中造成的能量损耗。
解析
略。
知识点
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