【题目】CH4和H2O在一定条件下,可以转化为合成一系列有机化合物、氨的重要原料(CO+H2),这种方法称作甲烷水蒸气重整法制合成气,其能量变化如图:
(1)甲烷水蒸气重整法制合成气的热化学方程式为_______;该反应只有在_____(填“高温”、“低温”或“常温”)才自发进行。
(2)下列有关甲烷水然气重整法制合成气的说法正确的是_____(填字母)。
A.相同条件下,该反应的逆反应更易发生
B.恒温恒容时充入一定量CO2,可促进CH4转化并可调节CO和H2的比例
C.若反应的高效催化剂为A,则A一定是CO和H2合成CH4的高效催化剂
D.恒温时向上述平衡体系中充入少量Ar,平衡一定不移动
(3)在恒容密闭容器中充入2mol的CH4和H2O(g)混合气体,且CH4和H2O(g)的物质的量之比为x,相同温度下测得H2平衡产率与x的关系如图所示。请问a、b两点比较(填“>”、“<”、“=”);CH4的转化率a点____b点,a点CH4的浓度_____b点H2O(g)的浓度,氢气的产率a点_____b点。
(4)当充入CH4和H2O(g)物质的量之比1:2.2时,温度、压强p对平衡时CO体积分数φ(CO)的影响如图,则压强由大到小的排序是_____;当T<450℃和T≥1000℃时,压强p对φ(CO)几乎无影响的原因是_____________________。
(5)在下图左室充入1molCH4和H2O(g)混合气体(物质的量之比为1:1),恒温条件下反应建立平衡,测得CH4的转化率为50%,则其平衡常数为_________。
【答案】CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.1kJ/mol高温ABCE>==p3>p2>p1当T<450℃时,几乎不反应,所以压强的改变对φ(CO)几乎无影响;当T≥1000℃时,φ(CO)已经很大,甲烷的转化率已经达到了90%以上,所以压强的改变对φ(CO)影响很小。0.75
起始:91100
变化:xxx3x
平衡:9-x11-xx3x氢气的体积分数为3x/(20+2x)当比值为11:9,设甲烷为11mol,H2O为9mol,
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
起始:11900
变化:yyy3y
平衡:11-y9-yy3y氢气的体积分数为3y/(20+2y),因为在a点和b点,氢气的体积分数相等,即推出x=y,a点甲烷的浓度等于b点水蒸气的浓度;两点的氢气产率相等;(4)考查影响化学平衡移动的因素,相同温度下增大压强,平衡向逆反应方向移动,CO的体积分数减小,则压强p3>p2>p1;当T<450℃时,几乎不反应,所以压强的改变对φ(CO)几乎无影响;当T≥1000℃时,φ(CO)已经很大,甲烷的转化率已经达到了90%以上,所以压强的改变对φ(CO)影响很小;(5)考查化学平衡常数的计算CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
起始:0.50.500
变化:0.250.250.250.75
平衡:0.250.250.250.75等温等压下,体积之比等于物质的量之比,达到平衡后,容器的体积为1.5L,根据平衡常数的定义,K=c3(H2)×c(CO)/[C(CH4)×c(H2O)],代入数值,解得K=0.75。
【题目】900℃时,向2.0L恒容密闭容器中充入0.40mol乙苯,发生反应:
0
10
20
30
40
n(乙苯)/mol
0.40
0.30
0.24
n2
n3
n(苯乙烯)/mol
0.00
0.10
n1
0.20
下列说法正确的是()
A.保持其他条件不变,向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂,则乙苯的转化率大于50.0%
B.反应在前20分钟的平均速率为v(H2)=0.008molmol/(Lmin)
C.若混合气体的平均摩尔质量不再变化,则说明反应已达到平衡状态
D.相同温度下,起始时向容器中充入0.10mol乙苯、0.10mol苯乙烯和0.30molH2,达到平衡前v正>v逆
【题目】下列说法中不正确的是
A.钠在空气中燃烧时,先熔化,再燃烧,燃烧产物为Na2O2
B.镁因在空气中形成一薄层致密的氧化膜保护了里面的镁,故镁不需要像钠那样的特殊保护
C.铝制品在生活中非常普遍,是因为铝不活泼
D.铁因在潮湿的空气中生成的氧化物疏松多孔,不能保护内层金属,故铁制品往往需要涂保护层
【题目】用中和滴定法测定烧碱的纯度,若烧碱中不含有与酸反应的杂质,试根据实验回答:
(1)准确称取4.1g烧碱样品。
(2)将样品配成250mL待测液,需要的仪器除了小烧杯、玻璃棒、量筒还需要____________________。
(3)取10.00mL待测液,用___________________量取。
(4)用0.2010mol·L-1标准盐酸滴定待测烧碱溶液,甲基橙做指示剂,滴定时左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停地摇动锥形瓶,两眼注视____________,至出现______________的现象时即到达滴定终点。
(5)根据下列数据,计算待测烧碱的纯度:__________________。(保留四位有效数字)
滴定次数
待测液体积
(mL)
标准盐酸体积(mL)
滴定前读数(mL)
滴定后读数(mL)
第一次
10.00
0.50
20.40
第二次
22.10
第三次
4.00
24.10
(6)以下操作会造成测量结果偏高的是(_________)
①用蒸馏水冲洗锥形瓶;
②在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外;
③读数时,滴定前仰视,滴定后俯视;
④装标准液之前,没有用标准液润洗滴定管;
【题目】下列叙述不正确的是
A.液态HCl不导电,但HCl属于电解质
B.NaHSO4溶于水电离出Na+、H+和SO42-,所以NaHSO4属于酸
C.氢氧化铁胶体和食盐水都属于混合物
D.Al(OH)3可用作胃酸中和剂,不会对胃壁产生强烈刺激
【题目】配制一定物质的量浓度的稀盐酸,结果偏高的是
A.在容量瓶中定容时,俯视刻度线
B.用量筒量取浓盐酸时,俯视刻度线
C.转移溶液后,未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容
D.定容后把容量瓶倒置摇匀,发现液面低于刻度线又加水至刻度线
【题目】下列说法或表示方法中正确的是()
A.对于同一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应的焓变相同
B.等质量的硫蒸气和固态硫单质分别完全燃烧,后者放出的热量多
D.已知中和热ΔH为-57.3kJ·mol-1,若将含0.5molH2SO4的浓溶液与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量等于57.3kJ
【题目】景泰蓝是一种传统的手工艺品。下列制作景泰蓝的步骤中,不涉及化学变化的是
A.将铜丝压扁,掰成图案B.将铅丹、硼酸盐等化合熔制后描绘
C.高温焙烧D.酸洗去污
【题目】二氧化氯(ClO2)是极易溶于水且不与水发生化学反应的黄绿色气体,沸点为11℃,可用于处理含硫废水。某小组在实验室中探究ClO2与Na2S的反应。回答下列问题:
(l)ClO2的制备:(已知:SO2+2NaClO3+H2SO4=2ClO2↑+2NaHSO4)
①装置A中反应的化学方程式为_______________。
②欲收集干燥的ClO2,选择上图中的装置,其连接顺序为a→_________(按气流方向,用小写字母表示)
③装置D的作用是_________。
(2)ClO2与Na2S的反应
操作步骤
实验现象
结论
取少量Ⅰ中溶液于试管甲中,
加入Ba(OH)2溶液,振荡
①_________
有硫酸根离子生成
另取少量Ⅰ中溶液于试管乙中,
滴加品红溶液和盐酸
品红溶液不翅色
②无_____生成
若在试管甲中继续加Ba(OH)2溶液至
过量,静置,取上层清液于试管丙③______
有白色沉淀生成
有Cl-生成
④ClO2与Na2S反应的离子方程式为__________。用于处理含硫废水时,ClO2相对于Cl2的优点是____________(任写2条)。