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煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的...

煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。

I.将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)    ΔH=+131.3 kJ·mol1

能使化学反应速率加快的措施有________(填序号)。

升高反应温度                       ②增加C的物质的量

密闭定容容器中充入CO(g)           ④随时吸收CO、H2转化为CH3OH

II.工业上用CO生产燃料甲醇一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

(1)1是表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,COCH3OH(g)的浓度随时间变化情况从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=__________________________

(2)2表示该反应进行过程中能量的变化曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化,曲线b表示使用催化剂后的能量变化。请结合图像解释催化剂加快化学反应速率的原因_____________________写出该反应的热化学方程式_________________________________催化剂____________(填“改变”或“不改变”)反应的焓变。

(3)该反应平衡常数K__________________________

(4)恒容条件下,下列措施中能使增大的有_________________

a.升高温度          b.再充入2molH2        c.充入He      d.使用催化剂.

III.下图是表示在一容积为2 L的密闭容器内加入2 molCO6 molH2,在一定条件下发生如下反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0,该反应的逆反应速率与时间的关系曲线:

由图可知反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而在t2、t8时都改变了条件,试判断t8时改变的条件可能是_______________

t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线______________

 

①③0.15mol•L﹣1•min﹣1催化剂与反应物分子形成中间态,极大降低了反应活化能CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=﹣91kJ•mol﹣1不改变12 L 2/ mol 2b使用了催化剂 【解析】 I.从影响反应速率的因素分析; II.(1)根据v=△c/△t进行计算; (2)催化剂加快化学反应速率的原因催化剂与反应物分子形成中间态,极大降低了反应活化能;利用反应前后的总能量来分析反应的能量变化,写出热化学方程式;催化剂不能改变反应的终始态; (3)利用各物质平衡的浓度来计算化学平衡常数; (4)使n(CH3OH)/n(CO)应采取措施,使平衡向正反应移动,注意不能增大一氧化碳或降低甲醇的量。 III.该反应是气体的体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,结合逆反应速率的变化解答; I.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ①升高反应温度加快反应速率,故正确; ②增加C的物质的量,因为C为固体,所以增加C的物质的量,反应物的浓度没变,则反应速率不变,故错误; ③密闭定容容器中充入CO(g),增大生成物浓度,则正逆反应速率均增大,故正确; ④随时吸收CO、H2转化为CH3OH,则减小生成物的浓度,逆反应速率减小,正反应速率随之也减小,故错误; 故选①③。 II.(1)v(CO)=(1-0.25)mol·L-1/10min=0.075 mol·L-1·min-1 根据CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),v(H2)=2v(CO)=2×0.075 mol·L-1·min-1=0.15 mol·L-1·min-1; (2)催化剂加快化学反应速率的原因催化剂与反应物分子形成中间态,极大降低了反应活化能; 由图可知,该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,故该反应为放热反应;由图可知,反应物为1molCO(g)和2molH2(g),生成物为1molCH3OH(g),△H=419-510=-91 kJ·mol-1,故反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-91 kJ·mol-1; 催化剂不能改变反应的终始态,催化剂不改变反应的焓变。 (3) CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 开始(mol·L-1) 1 2 0 转化(mol·L-1) 0.75 1.5 0.75 平衡(mol·L-1) 0.25 0.5 0.75 则化学平衡常数K===12; (4)a.该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,n(CH3OH)/n(CO)减小,故a错误; b.再通入2molH2,平衡向正反应移动,n(CH3OH)/n(CO)增大,故b正确; c.充入He(g),使体系压强增大,容器的容积不变,反应混合物的浓度不变,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO)不变,故b错误; d.使用催化剂,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO)不变,故d错误; 故选b。 III.①t8时正逆反应速率都增大且相等,平衡不移动,应是加入催化剂; ②若t4时降压,正逆反应速率都减小,并且平衡向逆反应进行,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,瞬间正反应速率增大,逆反应不变,则t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线为。  
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在容积为1L的恒容密闭容器中用三种纳米级Cu2O分别进行催化分解水的实验:2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)   ΔH>0。水蒸气的浓度c随时间t 的变化如下表所示

对比实验的温度:T2_________T1(填“>”、“<”或“=”)

催化剂催化效率实验________ 实验②(填“>”或“<”)

在实验达到平衡状态后向该容器中通入水蒸气与氢气各0.1mol,则反应再次达到平衡时,请确定化学反应进行的方向_________________(填“向正反应反应进行”或“向逆反应方向进行”)。

 

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根据下图海水综合利用的工业流程图,判断下列说法正确的是(     )

已知:MgCl2·6H2O受热生成Mg(OH)ClHCl气体等。

A. 除去粗盐中杂质(Mg2+、SO42、Ca2+),加入的药品顺序为:NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液过滤后加盐酸

B. 在过程②中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2

C. 从能量角度来看,氯碱工业中的电解饱和食盐水是一个将化学能转化为电能的过程

D. 从第③步到第⑤步的目的是为了浓缩富集溴

 

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不仅化工生产应遵循绿色化学的原则,化学实验也应遵循绿色化学的原则,实现原料和过程的绿色化学。下列实验或实验过程遵循绿色化学原则的是(     )

①在萃取操作的演示实验中,将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水

②在铜与浓硝酸反应的实验中,将铜片改为可调节高度的铜丝

③将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放

④用双氧水代替高锰酸钾制氧气

⑤将用铜粉与浓硫酸反应制取硫酸铜的实验方案改为先将铜粉在空气中充分加热制得氧化铜,再将氧化铜溶解在稀硫酸中

A. ①②    B. ②③    C. ③④    D. ①②③④⑤

 

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高温下,某反应达到平衡,平衡常数K=c(CO).c(H2O)/[c(CO2).c(H2)]。恒容时,温度升高,H2浓度减小。下列说法正确的是

A. 该反应的焓变为正值

B. 恒温下,增大压强,H2浓度一定减小

C. 升高温度,逆反应速率减小

D. 该反应的化学方程式为CO+H2OCO2+H2

 

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已知反应 2NH3N2 + 3H2,在某温度下的平衡常数为0.25,在此条件下,氨的合成反应1/2 N2 + 3/2 H2NH3的平衡常数为

A. 4    B. 2    C. 1    D. 0.5

 

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