工业上合成甲醇的反应为:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH <0。300℃,5MPa条件下,将0.20mol CO与0.58mol H2的混合气体充入2L恒容密闭容器发生反应,反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示.
(1)计算300℃时该反应的平衡常数K=_______________.
(2)CO 的平衡转化率为_______________.
(3)下列措施可增大甲醇产率的是____________.
A.压缩容器体积 B.将CO(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入0.20mol CO和0.58mol H2
(4)可判断可逆反应达到平衡状态的依据是______.
A.v正(CO)= 2v逆(H2)
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.容器中CO、H2、CH3OH的物质的量之比为1:2:1
E.混合气体压强不再随时间变化而变化
(5)若其它条件不变,使反应在500℃下进行,在上图中作出甲醇的物质的量浓度随时间的变化的示意图.
(6)甲醇与水蒸气反应生成氢气的反应方程式:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH>0;反应在图2中进行。其中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1mol CH3OH(g)和2mol H2O(g),向B容器中充入1.2mol CH3OH(g)和2.4mol H2O(g),两容器分别发生上述反应.已知起始时容器A和B的体积均为a L.试回答:反应达到平衡时容器B的体积为1.5a L,容器B中CH3OH的转化率为______,A、B两容器中H2O(g)的体积百分含量的大小关系为B______A(填“>”“<”或“=”).
空气质量与我们的健康息息相关,目前我国通过监测6项污染物的质量浓度来计算空气质量指数(AQI),SO2、NO2和CO是其中3项中的污染物。
(1)一定温度下,向固定体积为2 L的密闭容器中充入SO2和NO2各1 mol,发生反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g),测得上述反应5 min末到达平衡,此时容器中NO与NO2的体积比为3︰1,则这段时间内SO2的反应速率υ(SO2)= ,此反应在该温度下的平衡常数表达式为K= 。
(2)甲醇日趋成为重要的有机燃料,通常利用CO和H2合成甲醇,其反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。今在一容积可变的密闭容器中,充有10 mol CO和20 mol H2用于合成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示:
①上述合成甲醇的反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为 。A、B两点对应的压强大小关系是PA PB(填“大于”、 “小于”或“等于”)。
③若将达到平衡状态A时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池,电解质溶液为KOH浓溶液,则该电池工作时负极的电极反应式为 ,理论上通过外电路的电子最多为 mol。
(1)已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH = a kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH = b kJ·mol-1;
③TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) ΔH =c kJ·mol-1;
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH = kJ·mol-1。(用含a、b、c的式子表示)
(2)用50 mL 0.50mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,在如图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热.回答下列问题:
| 起始温度t1/℃ | 终止温度t2/℃ | 温度差 (t2-t1)/℃ | ||
平均值 | |||||
1 | 25.5 | 25.0 | 25.25 | 28.5 | 3.25 |
2 | 24.5 | 24.2 | 24.45 | 27.6 | 3.15 |
3 | 25.0 | 24.5 | 24.75 | 26.5 | 1.75 |
①该实验中,量取50 mL盐酸或NaOH溶液,需要用到的玻璃仪器除胶头滴管外还要 ;
②装置中大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料的目的是 ;
③某同学实验记录的数据如上表所示,其中记录的终止温度是指 温度;
④计算该实验发生中和反应时放出的热量为 J[中和后生成的溶液的比热容c=4.2 J·(g·℃)-1,稀溶液的密度都为1 g·cm-3];
⑤若用50 mL 0.55 mol·L-1的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,通过测得的反应热来计算中和热,测得的中和热ΔH会 (填“偏大”、 “偏大”或“不变”,其原因是 。
甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.下图是用甲醇燃料电池电解饱和食盐水的装置示意图。已知甲池的总反应式为: 2CH3OH+3O2+4KOH==2K2CO3+6H2O
请回答下列问题
(1)甲池是________装置,通入CH3OH的电极名称是______(填“正极”或“负极”); 通入O2的电极上发生: ____________________
(2)乙池中A是________极(填“阴”或“阳”);用湿润的淀粉碘化钾试纸来检验B电极 上产生的_________________。
(3)乙池中反应的总反应的化学方程式为_____________________;
(4)若将乙池中的NaCl溶液换成AgNO3溶液,B电极上发生的电极反应:_____________;
(5)若将乙池中B电极换成铜电极,B电极上发生的电极反应:_____________;
(6)若反应结束后乙池中A(石墨)电极上共收集到气体0.050mol,则甲池中理论上消耗O2_____mL(标准状况下)。
利用甲烷与水反应制备氢气,因原料廉价产氢率高,具有实用推广价值。
已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.2kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-42.3kJ·mol-1
(1)甲烷和水蒸气生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为___________________。
(2)为了探究反应条件对反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-42.3kJ·mol-1
的影响,某活动小组设计了三个实验,实验曲线如图3所示
编号 | 温度 | 压强 | c始(CO) | c始(H2O) |
Ⅰ | 530℃ | 3MPa | 1.0mol·L-1 | 3.0mol·L-1 |
Ⅱ | X | Y | 1.0mol·L-1 | 3.0mol·L-1 |
Ⅲ | 630℃ | 5MPa | 1.0mol·L-1 | 3.0mol·L-1 |
①请依据实验曲线图补充完整表格中的实验条件:X=______℃,Y=______MPa。
②实验Ⅲ从开始至平衡,其平均反应速度率v(CO)=___________mol·L-1·min-1。
③实验Ⅱ达平衡时CO的转化率________实验Ⅲ达平衡时CO的转化率(填“大于”、“小于”或“等于”)。
④在530℃时,平衡常数K=1,若往1L容器中投入0.2molCO(g)、0.2molH2O(g)、0.1molCO2(g) 、0.1 mol H2(g),此时化学反应将_________(填“正向”、“逆向”或“不”) 移动。
空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图,下列有关说法中,正确的是
A.当有0.1 mol电子转移时,a极产生1.12 L O2(标准状况下)
B.b极上发生的电极反应是:4H2O+4e-===2H2↑+4OH-
C.c极上发生的电极反应是:O2+4H++4e-===2H2O
D.d极上进行还原反应,产生的H+可以通过隔膜进入A中