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        1. 【題目】2019年廈門大學(xué)王野教授課題組在合成氣(主要成分COH2)催化轉(zhuǎn)化制乙醇方面實(shí)施可控接力催化,按照:合成氣甲醇乙酸乙醇的方式,成功實(shí)現(xiàn)乙醇的高選擇性合成。

          1)已知:①H2(g)+O2(g)=H2O(g) H1=-285.8KJ/mol;②CO(g)+O2(g)=CO2(g) H2=-283KJ/mol;③CH3OH(g)+O2(g)= CO2(g)+2 H2O(l) H3=-764.6 KJ/mol

          則工業(yè)上利用合成氣制備甲醇的可逆反應(yīng)熱化學(xué)方程式為______________________;

          2)恒溫恒容條件下,下列能說明合成氣制甲醇的反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是_______;

          A.單位時(shí)間內(nèi)生成n mol CO的同時(shí)生成2n mol H2

          B v(H2)= 2v(CH3OH)

          C.容器內(nèi)氣體的密度保持不變

          D.容器中氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變

          3)利用天然氣制取合成氣的原理為: CO2(g)+CH4(g)= 2CO(g)+ 2H2(g),在密閉容器中通入物質(zhì)的量濃度均為0.1 molL-1CH4CO2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng),測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示,則壓強(qiáng)P1______P2 (大于小于”);壓強(qiáng)為P2時(shí),在Y點(diǎn):v()_____v() (大于、小于等于”),求Y點(diǎn)對應(yīng)溫度下的該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________ (計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

          4)以二氧化鈦表面覆蓋CuAlO4為催化劑,可以將CH4CO2直接轉(zhuǎn)化成乙酸。

          ①在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如下圖所示。250-300°C時(shí),溫度升高面乙酸的生成速率降低的原因是____;

          ②為了提高該反應(yīng)中CH4的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是_____________________;

          5)一定條件下,甲醇與一氧化碳反應(yīng)可以合成乙酸。常溫條件下,將a mol/LCH3COOH溶液與b mol/ Ba(OH)2溶液等體積混合,反應(yīng)平衡時(shí),2c(Ba2+)=c(CH3COO-),用含ab的代數(shù)式表示,該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)為________

          【答案】CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H3=-90KJmol-1 BD 小于 大于 1.6mol2/L2 溫度超過250℃時(shí),催化劑的催化效率降低 增大反應(yīng)壓強(qiáng)或增大CO2的濃度

          【解析】

          1)工業(yè)上利用合成氣COH2制備甲醇,根據(jù)蓋斯定律,×2+②-③可得CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=2△H1+△H2-△H3=2×(-285.8KJ/mol)+(-283KJ/mol)-(-764.6 KJ/mol=-90KJmol-1;

          2)恒溫恒容條件下A.單位時(shí)間內(nèi)生成n mol CO的同時(shí)生成2n mol H2,只有逆反應(yīng),不能說明達(dá)到平衡,可以改為單位時(shí)間內(nèi)生成n mol CO的同時(shí)消耗2n mol H2,;B.不同物質(zhì)的正逆化學(xué)反應(yīng)速率呈系數(shù)比,v(H2)= 2v(CH3OH),可以說明達(dá)到平衡;C.容器內(nèi)氣體的密度始終為定值不變,故密度保持不變不能說明達(dá)到平衡,錯誤;D.容器中氣體的平均摩爾質(zhì)量會逐漸增大,當(dāng)達(dá)到平衡,平均摩爾質(zhì)量保持不變,可以說明達(dá)到平衡,以此以上能說明合成氣制甲醇的反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)BD;

          3CH4的平衡轉(zhuǎn)化率-T-P,在相同條件下保持溫度不變,增大壓強(qiáng)平衡向氣體粒子數(shù)目減小的方向移動,該反應(yīng)逆向移動,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率降低,故壓強(qiáng)越大平衡轉(zhuǎn)化率越低,P1平衡轉(zhuǎn)化率高,故壓強(qiáng)P1P2 ;壓強(qiáng)為P2時(shí),x點(diǎn)為平衡狀態(tài),y點(diǎn)未達(dá)到平衡,且此時(shí)產(chǎn)率低于平衡時(shí)刻,故向正向移動,v()v();在密閉容器中通入物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol·L-1CH4CO2,x點(diǎn)對應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為80%,可得平衡時(shí)c (CH4)=c(CO2)= 0.02 mol·L-1c (H2)=c(CO)= 0.16 mol·L-1,x點(diǎn)與y點(diǎn)溫度相同,故平衡常數(shù)相同,因此y點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)K==

          4由圖可知,溫度超過250℃時(shí),催化劑的催化效率降低;

          ②CH4+ CO2CH3COOH,增大反應(yīng)壓強(qiáng)平衡正移,可以提高甲烷轉(zhuǎn)化率;增大CO2的濃度平衡正移,可以提高甲烷的轉(zhuǎn)化率;

          5)常溫條件下,將a mol·L-1CH3COOH溶液與b mol·L-1Ba(OH)2溶液等體積混合, c(Ba2+)為原來濃度的一半,2c(Ba2+)=c(CH3COO-)=b,c(CH3COOH)=a-b,且根據(jù)電荷守恒溶液呈中性,混合溶液中醋酸的電離常數(shù)為K===。

          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          【題目】I. 在一定條件下,可逆反應(yīng)ABmC變化如圖所示。已知縱坐標(biāo)表示在不同溫度和壓強(qiáng)下生成物C在混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù),p為反應(yīng)在T2溫度時(shí)達(dá)到平衡后向容器加壓的變化情況。

          1)溫度T1________T2(填“大于”“等于”或“小于”)。

          2)正反應(yīng)是________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。

          3)如果A、B、C均為氣體,則m________2(填“大于”“等于”或“小于”)。

          4)當(dāng)溫度和容積不變時(shí),如在平衡體系中加入一定量的某稀有氣體,則體系的壓強(qiáng)________(填“增大”“減小”或“不變”),平衡_________________移動(填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”)

          II. CO是生產(chǎn)羰基化學(xué)品的基本原料, 850℃時(shí),在恒容密閉容器中通入COH2O(g),發(fā)生:CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g) H0,測定濃度隨時(shí)間關(guān)系如下表:

          t/min

          c(CO)/ mol·L1

          c(H2O)/ mol·L1

          0

          0.30

          0.20

          2

          \

          0.10

          3

          0.18

          \

          4

          \

          0.08

          回答下列問題

          1t=3min時(shí),υ()____________υ()(選填:“>”,“<”,“=”)。

          202min,CO的平均反應(yīng)速率為 ____________

          3)上述反應(yīng)中的CO平衡轉(zhuǎn)化率為____________。

          4)在一定條件下,發(fā)生下列反應(yīng):CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g),其逆反應(yīng)的速率隨時(shí)間變化曲線如圖所示,則t1時(shí)改變的某種反應(yīng)條件可能是_____(填序號)。

          a.增大CO濃度

          b.加壓

          c.恒容時(shí)充入氬氣

          d.使用催化劑

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          【題目】常溫下,用AgNO3溶液分別滴定濃度均為0.01 mol·L1KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡圖象如圖所示(不考慮C2O42-的水解)。下列敘述正確的是

          A. Ksp(Ag2C2O4)的數(shù)量級等于107

          B. n點(diǎn)表示AgCl的不飽和溶液

          C. c(Cl)c(C2O42-)的混合液中滴入AgNO3溶液時(shí),先生成Ag2C2O4沉淀

          D. Ag2C2O4(s)2Cl(aq)2AgCl(s)C2O42-(aq)的平衡常數(shù)為109.04

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          【題目】32.0 gCu投入50mL 12moL/L的濃硝酸中,充分反應(yīng)后,收集到4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)NONO2的混合氣體。

          1)被還原硝酸的物質(zhì)的量是_________mol

          2)判斷32.0gCu50mL 12moL/L的硝酸反應(yīng)后有剩余的是______________,剩余的物質(zhì)物質(zhì)的量為____________________,生成的NO氣體體積為(標(biāo)況下)_________________。

          3)如果往反應(yīng)后的體系內(nèi)再加入100mL2mol/L的稀硫酸,充分反應(yīng)后又有氣體逸出。寫出反應(yīng)的離子方程式并用單線橋法表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目 _______________________。

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          【題目】短周期元素XY、Z、W在元素周期表中的相對位置如圖所示,其中W原子的質(zhì)子數(shù)是其最外層電子數(shù)的三倍,下列說法不正確的是(

          A.最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性:X>W>Z

          B.最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:Y>X>W>Z

          C.原子半徑:W>Z>Y>X

          D.元素X、ZW的最高正化合價(jià)分別與其主族序數(shù)相等

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          【題目】如圖所示裝置中觀察到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),M棒變粗、N棒變細(xì),以此判斷下表中所列MN、P物質(zhì),其中可以成立的是

          選項(xiàng)

          M

          N

          P

          A

          稀硫酸溶液

          B

          稀鹽酸溶液

          C

          硝酸銀溶液

          D

          硝酸鐵溶液

          A.AB.BC.CD.D

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          【題目】已知下列數(shù)據(jù):

          物質(zhì)

          熔點(diǎn)/℃

          沸點(diǎn)/℃

          密度/g·cm-3

          乙醇

          -144

          78.0

          0.789

          乙酸

          16.6

          118

          1.05

          乙酸乙酯

          -83.6

          77.5

          0.900

          濃硫酸(98%)

          338

          1.84

          下圖為實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯的裝置圖。

          (1)當(dāng)飽和碳酸鈉溶液上方收集到較多液體時(shí),停止加熱,取下小試管B,充分振蕩,靜置。振蕩前后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為________(填字母)。

          A.上層液體變薄 B.下層液體紅色變淺或變?yōu)闊o色 C.有氣體產(chǎn)生 D.有果香味

          (2)為分離乙酸乙酯、乙醇、乙酸的混合物,可按下列步驟進(jìn)行分離:

          ①試劑1最好選用_________________________________________________;

          ②操作1是________,所用的主要儀器名稱是__________________________

          ③試劑2最好選用_____________________________________;

          ④操作2是_______________________________________

          ⑤操作3中溫度計(jì)水銀球的位置應(yīng)為下圖中________(填“a”“b”“c”或“d”)所示,在該操作中,除蒸餾燒瓶、溫度計(jì)外 、錐形瓶 ,還需要的玻璃儀器有__________________、________,收集乙酸的適宜溫度是________。

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          【題目】鉬(Mo)的最重要用途是作為鐵合金的添加劑,用CO還原MoO3制備單質(zhì)Mo的裝置如圖所示(尾氣處理裝置已省略)。下列說法正確的是

          A.裝置①用于制備CO2,其中石灰石可用純堿替代

          B.裝置②中盛有飽和碳酸鈉溶液,以除去CO2中的HCl氣體

          C.在裝置④中生成了鉬單質(zhì)

          D.裝置⑥中的現(xiàn)象不能達(dá)到檢驗(yàn)MoO3是否被CO還原的目的

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          【題目】NiCl2是化工合成中最重要的鎳源,在實(shí)驗(yàn)室中模擬工業(yè)上以金屬鎳廢料(Fe、Al等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)NiCl2的工藝流程如下:

          下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH

          氫氧化物

          Fe(OH)3

          Fe(OH)2

          Al(OH)3

          Ni(OH)2

          開始沉淀的pH

          2.1

          6.5

          3.7

          7.1

          沉淀完全的pH

          3.3

          9.7

          4.7

          9.2

          (1)為了提高鎳元素的浸出率,在酸浸時(shí)可采取的措施有__________(寫一條即可)。

          (2)加入H2O2時(shí)發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為__________。

          (3)“調(diào)pH”時(shí),控制溶液pH的范圍為__________。

          (4)“沉鎳過程中,若濾液Ac(Ni2)=1.0mol/L,欲使100mL該濾液中的Ni2沉淀完全[即溶液中c(Ni2)≤1.0×10-5],則需用托盤天平稱取Na2CO3固體的質(zhì)量至少為_____g(已知Ksp(NiCO3)=6.5×10-6,忽略溶液體積的變化)

          (5)流程中由溶液得到NiCl2·6H2O的實(shí)驗(yàn)操作步驟依次為______、過濾、洗滌、干燥。

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