【題目】天然氣是一種重要的清潔能源和化工原料,其主要成分為甲烷.
(1)已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)△H=﹣41kJmol1C(s)+2H2(g)CH4(g)△H=﹣73kJmol1
2CO(g)C(s)+CO2(g)△H=﹣171kJmol1
工業(yè)上可用煤制天然氣,生產(chǎn)過程中有多種途徑生成CH4 . 寫出CO與H2反應(yīng)生成CH4和H2O的熱化學(xué)方程式
(2)天然氣中的H2S雜質(zhì)常用氨水吸收,產(chǎn)物為NH4HS.一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣,得到單質(zhì)硫并使吸收液再生,寫出再生反應(yīng)的化學(xué)方程式
(3)用天然氣制取H2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0.1molL1的CH4與CO2 , 在一定條件下發(fā)生反應(yīng),測(cè)得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖1所示,則壓強(qiáng)P1P2(填“大于”或“小于”);壓強(qiáng)為P2時(shí),在Y點(diǎn):v(正)v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”).求Y點(diǎn)對(duì)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CuAl2O4 為催化劑,可以將CH4和CO2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圖2所示.250~300℃時(shí),溫度升高而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

【答案】
(1)CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)△H=﹣203kJ?mol1
(2)2NH4HS+O2=2NH3?H2O+2S↓
(3)小于;大于;1.6mol2?L2
(4)溫度超過250°C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】解:(1)已知:Ⅰ.CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)△H1=﹣41kJmol1Ⅱ.C(s)+2H2(g)CH4(g)△H2=﹣73kJmol1Ⅲ.2CO(g)C(s)+CO2(g)△H3=﹣171kJmol1根據(jù)蓋斯定律,Ⅲ﹣Ⅰ+Ⅱ可得:CO (g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)△H=﹣203kJmol1 , 所以答案是:CO (g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)△H=﹣203kJmol1;(2)氧氣將﹣2價(jià)S氧化為S單質(zhì),反應(yīng)方程式為:2NH4HS+O2=2NH3H2O+2S↓,所以答案是:2NH4HS+O2=2NH3H2O+2S↓;(3)溫度一定時(shí),增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng),甲烷的轉(zhuǎn)化率減小,故壓強(qiáng)P1<P2;Y點(diǎn)甲烷轉(zhuǎn)化率小于同溫同壓下平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率,故Y點(diǎn)向正反應(yīng)進(jìn)行建立平衡,則v(正)>v(逆;溫度為1100℃,壓強(qiáng)為P2時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率為80%,則平衡時(shí)甲烷濃度變化量為0.1molL1×70%=0.07mol,則: CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g)
起始濃度(mol/L):0.1 0.1 0 0
變化濃度(mol/L):0.07 0.07 0.14 0.14
平衡濃度(mol/L):0.03 0.03 0.14 0.14
故平衡常數(shù)K=K= = (mol.L)2=1.6 mol2L2 ,
所以答案是:小于;大于;1.6 mol2L2;(4))①由圖可知,該催化劑在250℃左右時(shí)催化劑效率最高,溫度超過250℃時(shí),催化劑的催化效率降低,所以溫度升高而乙酸的生成速率降低,故答案:溫度超過250℃時(shí),催化劑的催化效率降低;②提高該反應(yīng)中CH4的轉(zhuǎn)化率,改變條件應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),縮小容器體積增大壓強(qiáng)、增大CO2的濃度,平衡正向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大,所以答案是:增大反應(yīng)壓強(qiáng)或增大CO2的濃度.
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和化學(xué)平衡的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),需要掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征:“等”即 V正=V逆>0;“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡,平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行;“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變;“變”即條件改變,平衡被打破,并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡;與途徑無關(guān),外界條件不變,可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,都可建立同一平衡狀態(tài)(等效);反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%;產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%才能正確解答此題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】苯甲酸(C6H5COOH)和山梨酸(CH3—CH=CH—CH=CH—COOH)都是常用的食品防腐劑,下列物質(zhì)中只能與其中一種酸發(fā)生反應(yīng)的是(  )
A.金屬鈉
B.氫氧化鈉
C.溴水
D.乙醇

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【題目】只用水就能鑒別的一組物質(zhì)是(  )
A.苯、乙酸、四氯化碳
B.乙醇、乙醛、乙酸
C.乙醛、乙二醇、硝基苯
D.苯酚、乙醇、甘油

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】相對(duì)分子質(zhì)量為92的某芳香烴X是一種重要的有機(jī)化工原料,研究部門以它為初始原料設(shè)計(jì)出如下轉(zhuǎn)化關(guān)系圖(部分產(chǎn)物、合成路線、反應(yīng)條件略去).其中A是一氯代物,H是一種功能高分子,鏈節(jié)組成為C7H5NO.
已知:
Ⅰ、
Ⅱ、
請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)與本題所給信息回答下列問題:
(1)X的分子中最多有個(gè)原子共面.
(2)H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是
(3)反應(yīng)③、④的類型是;
(4)反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式是
(5) 有多種同分異構(gòu)體,其中含有1個(gè)醛基和2個(gè)羥基,且核磁共振氫譜顯示為6組峰的芳香族化合物共有種.
(6)請(qǐng)用合成反應(yīng)流程圖表示出由A和其他無機(jī)物(溶劑任選)合成 最合理的方案. 示例如下:

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】以下實(shí)驗(yàn)或操作不能達(dá)到目的的是(  )
A.用溴水鑒別苯、乙醇、四氯化碳
B.用氫氧化銅粉末檢驗(yàn)?zāi)蛱?/span>
C.用石蕊試液檢驗(yàn)乙酸和乙醇
D.用激光筆檢驗(yàn)淀粉溶液的丁達(dá)爾現(xiàn)象

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是(
A.1molNa與O2完全反應(yīng)生成Na2O和Na2O2的混合物,轉(zhuǎn)移電子NA , 生成物中離子總數(shù)為2NA
B.1LpH=2的NaHSO3溶液中,由水電離的H+數(shù)目為0.01 NA 個(gè)
C.1.5gCH3+里含有的電子數(shù)目為NA
D.62g白磷中含有P_P鍵的數(shù)目為3NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25℃ 和101kpa時(shí),乙烷、乙炔和丙烯組成的混合烴32mL與過量氧氣混合并完全燃燒,除去水蒸氣,恢復(fù)到原來的溫度和壓強(qiáng),氣體的總體積縮小了72mL,原混合烴中乙炔的體積分?jǐn)?shù)為(
A.12.5%
B.25%
C.50%
D.75%

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】聚乙酸乙烯酯廣泛用于制備涂料、粘合劑等,它和高聚物K的合成路線如下:
其中J物質(zhì)與氯化鐵溶液能發(fā)生顯色反應(yīng),且苯環(huán)上的一元取代物有兩種.
已知:
①當(dāng)羥基與雙鍵碳原子相連時(shí),易發(fā)生如下轉(zhuǎn)化RCH=CHOH→RCH2CHO
②一ONa連在烴基上不會(huì)被氧化
請(qǐng)回答下列問題:
(1)化合物H中官能團(tuán)的名稱 , 寫出G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
(2)上述變化中G→C+F 的反應(yīng)類型是;J在﹣定條件下能生成高聚物K,K的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是
(3)下列有關(guān)說法正確的是 . a.1molA 完全燃燒消耗10.5mol O2
b.J與足量的碳酸氫鈉溶液反應(yīng)能生成相應(yīng)的二鈉鹽
c.D→H的試劑通常是KMnO4 酸性溶液
d.J能發(fā)生加成、消去、取代、氧化等反應(yīng)
(4)寫出B→C+D反應(yīng)的化學(xué)方程式:
(5)同時(shí)符合下列條件的A的同分異構(gòu)體有種.I.含有苯環(huán) II.能發(fā)生銀鏡反應(yīng) III.能發(fā)生水解反應(yīng).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】ClO2是一種高效水處理劑,某實(shí)驗(yàn)小組用下圖所示裝置制取并收集ClO2
已知:①ClO2為黃綠色氣體,極易溶于水,熔點(diǎn)﹣59C,沸點(diǎn)11℃,具有強(qiáng)氧化性.
②ClO2易爆炸,若用“惰性氣體”等稀釋時(shí),爆炸的可能性大大降低.
③裝置A中發(fā)生反應(yīng):H2C2O4+H2SO4+2KC1O3一K2SO4+2CO2 T+2ClO2+2H2O
④HClO2是強(qiáng)酸.
(1)A裝置中電動(dòng)攪拌棒的作用是
(2)B裝置需放在冰水中,原因是
(3)用H2C2O4、稀硫酸和KClO3制備ClO2的最大優(yōu)點(diǎn)是
(4)ClO2很不穩(wěn)定,需隨用隨制,產(chǎn)物用水吸收得到ClO2溶液.為測(cè)定所得溶液中ClO2的含量,進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):步驟1:準(zhǔn)確量取V1mL ClO2溶液加入到錐形瓶中.,
步驟2:用稀硫酸調(diào)節(jié)ClO2溶液的pH≤2.0,加入足量的KI晶體,靜置片刻.
步驟3:加入指示劑,用c mol.L﹣1Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn),消耗Na2S2O3溶液V2mL.
(已知2ClO2+8H++10I=2Cl+5I2+4H2O,2S2O32+I2=2I+S4O62
①配制100mL cmol﹣LlNa2S203標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),用到的玻璃儀器有燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管和
②原溶液中ClO2的含量為g/L(用含字母的代數(shù)式表示).
(5)工業(yè)上生產(chǎn)ClO2和NaCIO2的工藝流程如圖:
①反應(yīng)器I中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
②反應(yīng)器Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
③在堿性溶液中NaClO2比較穩(wěn)定,所以反應(yīng)器Ⅱ中應(yīng)維持NaOH稍過量,判斷NaOH是否過量的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方法是

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