(14分)甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1 mol CH4和2 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),并在一定条件下发生如下反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ
测得CH4的转化率与温度、压强的关系如图。
①当压强为P1,温度为100℃时达到平衡所需的时间为5min。则用H2表示0~5min内的平均反应速率为______。
②图中的P1_________P2(填“<”、“>”或“=”)。
③100℃时该反应的平衡常数为______________。
④在其它条件不变时降低温度,反应Ⅰ的逆反应速率将________(填“增大” “减小”或“不变”),反应_________移动(填“向正方向”、“向逆方向”或“不”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇,其反应如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)……Ⅱ
①则该反应的△H________0,△S_________0(填“<”、“>”或“=”)。
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是___________。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离 C.充入He,使体系总压强增大
③为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。
实验编号 |
T(℃) |
n (CO)/n(H2) |
P(MPa) |
ⅰ |
150 |
1/3 |
0.1 |
ⅱ |
|
|
5 |
ⅲ |
350 |
|
5 |
(8分)以海水中常见的物质A为原料可以发展很多种工业,下图中包含了几种基本工业生产,请根据各物质之间的转化关系。回答下列问题:
(1)C和D、C和G反应都可以制取消毒剂。C和G反应制取的消毒剂中有效成分的化学式为__________________________。
(2)将F和J通入A的饱和溶液中的顺序为_______________。
A.先通入F后通入J B.先通入J后通入F
C.同时通入 D.没有先后顺序要求
(3)图中所示工业制法获得的纯碱中常含有NaCl杂质,用下述方法可以测定样品中NaCl的质量分数。
①检验沉淀是否洗涤干净所用到的试剂是______________________
②样品中NaCl的质量分数的数学表达式为__________________________
已知酸H2B在水溶液中存在下列关系:①H2B = H++HB—,②HB— H++B2— ,则下列说法中一定正确的是
A.NaHB溶液一定呈酸性,Na2B溶液一定呈碱性
B.Na2B溶液一定呈碱性,NaHB溶液可能呈酸性也可能呈碱性
C.NaHB水溶液中一定有:c(Na)+c(H)=c(HB)+c(OH)+c(B)
D.在Na2B溶液中一定有:c(OH)=c(H)+c(HB)
一定温度下的难溶电解质AmBn在水溶液中达到溶解平衡时。已知下表数据
物质 |
Fe(OH)2 |
Cu(OH)2 |
Fe(OH)3 |
Ksp/25℃ |
8.0×10-16 |
2.2×10-20 |
4.0×10-38 |
完全沉淀时的PH值范围 |
≥9.6 |
≥6.4 |
3~4 |
对含等物质的量CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法,不科学的是
A.向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到红褐色沉淀
B.该溶液中c(SO42-):{c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)}>5:4
C.向该溶液中加入适量氯水,并调节pH值到3~4后过滤,得到纯净的CuSO4溶液
D.向该溶液中加少量铁粉即能观察到红色固体析出
下列溶液中微粒的物质的量浓度关系错误的是
A.0. 1mol·L-1的NaHSO3溶液:c(H+)-c(OH-)=c(SO32-)-2c(H2SO3)
B.1 L0.1mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2的溶液:c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-)
C.浓度均为0. 1mol·L-1的NaHCO3和Na2CO3混合液:
c(Na+) >c(CO32-)>c(HCO3-) >c(OH-)>c(H+)
D.向0.01mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性:
c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)
在密闭容器中,将1.0 mol CO与1.0 mol H2O混合加热到800℃,发生下列反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。一段时间后该反应达到平衡,测得CO的物质的量为0.5 mol。则下列说法正确的是
A.800℃下,该反应的化学平衡常数为0.25
B.427℃时该反应的平衡常数为9.4,则该反应的△H<0
C.800℃下,若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的CO(g),则平衡时CO物质的量分数为33.3%
D.800℃下,若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的H2O(g),则平衡时CO转化率为66.7%