【題目】合成氨工業(yè)涉及固體燃料的氣化,需要研究CO2與CO之間的轉(zhuǎn)化。為了弄清其規(guī)律,讓一定量的CO2與足量碳在體積可變的密閉容器中反應(yīng):C(s)+CO2(g)2CO(g) H,測得壓強、溫度對CO、CO2的平衡組成的影響如圖所示:
回答下列問題:
(1)p1、p2、p3的大小關(guān)系是______________,欲提高C與CO2反應(yīng)中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,應(yīng)采取的措施為 。圖中a、b、c三點對應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系是____________。
(2)900 ℃、1.013 MPa時,1 mol CO2與足量碳反應(yīng)達平衡后容器的體積為V,CO2的轉(zhuǎn)化率為_________,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。
(3)將(2)中平衡體系溫度降至640 ℃,壓強降至0.1013 MPa,重新達到平衡后CO2的體積分?jǐn)?shù)為50%。條件改變時,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率如何變化?_______,二者之間有何關(guān)系?____________________。
(4)一定條件下,在CO2與足量碳反應(yīng)所得平衡體系中加入H2和適當(dāng)催化劑,有下列反應(yīng)發(fā)生:CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) H1=-206.2 kJ/mol
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2=-41.2 kJ/mol
① 則二氧化碳與氫氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為甲烷和水蒸氣的熱化學(xué)方程式是_________________。
② 已知298 K時相關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)為:
化學(xué)鍵 | H—H | O—H | C—H | |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 465 | 413 | 1076 |
則根據(jù)鍵能計算,H1= ,它與上述實測值差異較大的原因可能是 。
【答案】
(1)p1<p2<p3;升高溫度、降低壓強;Ka=Kb<Kc;
(2)66.7%; (或用Kp計算:=3.2×1.013 MPa=3.2416 MPa);
(3)正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均減小;v(正)<v(逆);
(4)① CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) H=-165.0 kJ/mol;
② -198 kJ/mol;反應(yīng)溫度、壓強不同,鍵能數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確;
【解析】
試題分析:(1)C(s)+CO2(g)2CO(g) 反應(yīng)屬于氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),壓強越大,CO的百分含量越小,,根據(jù)越小,有p1<p2<p3;根據(jù)圖像,升高溫度,增大,說明H>0,因此欲提高C與CO2反應(yīng)中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施有升高溫度、降低壓強;溫度不變,平衡常數(shù)不變,升高溫度,平衡常數(shù)增大,圖中a、b、c三點對應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為Ka=Kb<Kc,故答案為:p1<p2<p3;升高溫度、降低壓強;Ka=Kb<Kc;
(2)根據(jù)圖像,900 ℃、1.013 MPa,平衡時CO的體積百分含量為80%。
C(s)+CO2(g)2CO(g)
起始(mol)1 0
反應(yīng) x 2x
平衡 1-x 2x
則×100%=80%,解得x=,
CO2的轉(zhuǎn)化率為÷1=66.7%;
該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==,故答案為:66.7%;;
(3)降低溫度和壓強,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均減小,重新達到平衡后CO2的體積分?jǐn)?shù)為50%,說明平衡逆向移動,則v(正)<v(逆) ,故答案為:正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均減小;v(正)<v(逆);
(4)① A.CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) H1=-206.2 kJ/mol,B.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) H2=-41.2 kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,將a-b得CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) H=(-206.2 kJ/mol)-(-41.2 kJ/mol)=-165.0 kJ/mol,故答案為:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) H=-165.0 kJ/mol;
② H =反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和,H1=(1076+3×436)-(4×413+2×465)=-198 kJ/mol,上述實測值差異較大的原因是反應(yīng)溫度、壓強不同,鍵能數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,故答案為:-198 kJ/mol;反應(yīng)溫度、壓強不同,鍵能數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確;
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【題目】CH3CH2CH2COOH的所有同分異構(gòu)體在下列一種表征儀器中顯示的信號(或數(shù)據(jù))完全相同,該儀器是
A. 核磁共振儀 B. 元素分析儀 C. 質(zhì)譜儀 D. 紅外光譜儀
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【題目】分子式為C4H8的烴共有 種同分異構(gòu)體(包括環(huán)烷烴,不考慮立體異構(gòu))。
A. 3種 B. 4種 C. 5種 D. 6種
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【題目】下列過程不用通電也能進行的是( )
①電離、陔娊狻、垭婂儭、茈娪尽、蓦娀瘜W(xué)腐蝕
A. ①⑤ B. ②③④ C. ① D. ①④⑤
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【題目】當(dāng)光束通過下列分散系:①有塵埃的空氣、②稀硫酸、③蒸餾水、 ④墨水,能觀察到丁達爾效應(yīng)的是
A.①② B.②③ C.①④ D.②④
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【題目】已知砷元素(As)的原子序數(shù)為33,下列敘述正確的是( )
A.砷元素的最高化合價為+3
B.砷元素是第四周期第VA族的元素
C.砷原子的M電子層有8個電子
D.砷的氧化物的水溶液呈強堿性
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【題目】為探究苯與溴的取代反應(yīng),甲用如圖裝置Ⅰ進行如下實驗:
將一定量的苯和溴放在燒瓶中,同時加入少量鐵屑,3~5min后發(fā)現(xiàn)滴有AgNO3的錐形瓶中有淺黃色的沉淀生成,即證明苯與溴發(fā)生了取代反應(yīng)。]
(1)裝置Ⅰ中①中的化學(xué)方程式為______________________________________。
(2)裝置Ⅰ中長導(dǎo)管的作用是__________________________。
(3)燒瓶中褐色油狀液滴中有機物的成分是________,要想得到純凈的該產(chǎn)物,可用_________________洗滌。洗滌后分離粗產(chǎn)品應(yīng)使用的儀器是___________________。
(4)乙同學(xué)設(shè)計如圖所示裝置Ⅱ,并用下列某些試劑完成該實驗?蛇x用的試劑是:苯;液溴;濃硫酸;氫氧化鈉溶液;硝酸銀溶液;四氯化碳。
a的作用是__________________,b中的試劑是___________________。
比較兩套裝置,裝置Ⅱ的主要優(yōu)點是______________________________。
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【題目】某烴A的相對分子質(zhì)量為84;卮鹣铝袉栴}:
(1)A的分子式為。
(2)若烴A為鏈烴,與HBr加成后只能得到一種產(chǎn)物,且該烴的一氯代物只有一種。
①A的結(jié)構(gòu)簡式為________________;名稱是。
②A在一定條件下能發(fā)生加聚反應(yīng),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。
③A與足量的溴水反應(yīng)生成B,B與NaOH的醇溶液共熱可以得到D,B和D的相對分子質(zhì)量滿足M(D)+81=M(B)。則D分子中含有的官能團有(填名稱)。
(3)若核磁共振氫譜顯示鏈烴A中有三個峰,且峰面積比為3:2:1。寫出A所有可能的結(jié)構(gòu)簡式(包括順反異構(gòu))。
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【題目】有aXn+ 和bYm﹣兩種元素的簡單離子,若它們的電子層結(jié)構(gòu)相同,則下列關(guān)系正確的是( )
A.b﹣a=n+m
B.a﹣b=n﹣m
C.質(zhì)子數(shù)Y>X
D.核電荷數(shù)Y<X
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