甲烷广泛存在于天然气、沼气、煤矿坑气之中,是优质的气体燃料,更是制造许多化工产品的重要原料。

Ⅰ.制取氢气

已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)  △H=+206.2kJ·mol-1

CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+247.4kJ·mol-1

(1)请写出CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式___________________

(2)若将0.1mol CH4和0.1mol H2O(g)通入体积为10L的密闭容器里,在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图

已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率_________;

该反应的化学平衡常数___________________

图中的p1          p2(填“<”、“>”或“=”);

制备甲醇

(3)在压强为0.1MPa条件下,将a mol CO与3amol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  △H<0。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.再充入1mol CO和3mol H2

C.将CH3OH(g)从体系中分离

D.充入He,使体系总压强增大

E.使用更高效的催化剂

合成乙酸

(4)甲烷直接合成乙酸具有重要的理论意义和应用价值。光催化反应技术使用CH4           (填化学式)直接合成乙酸,且符合“绿色化学”的要求(原子利用率100℅)。

 

某同学用50mL 0.50mol/L的盐酸与50mL 0.55mol/L的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计算中和热.

(1)下列说法不正确的是(  )

A.该实验也可在保温杯中进行

B.图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒

C.烧杯间填满碎纸条的作用是保温、隔热,减少热量损失

D.若将盐酸体积改为60mL,两次实验所求得中和热不相等

(2)若通过实验测定中和热的△H的绝对值常常小于57.3kJ/mol,其原因可能是_________

A.实验装置保温、隔热效果差

B.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中

C.量取NaOH溶液的体积时仰视读数

D.用温度计测定盐酸初始温度后,直接测定氢氧化钠溶液的温度

(3)将一定量的稀氨水、稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钡溶液分别和1 L 1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为__________;

(4)若将V1mL1.0mol•L-1 HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL).由图2可知,氢氧化钠的浓度为 __________ ;

 

对于反应2A(g) + B(g) 2C(g)在反应过程中C的质量分WC随温度变化如图所示,试确定:

(1)T0对应的V正与V逆关系是V___________V(填“>”、“<”、“=”)。

(2)A、B两点正反应速率的大小关系VA___________VB(填“>”、“<”、“=”)。

(3)温度T<T0时,Wc逐渐增大的原因是____________________;

(4)500℃条件下,该反应 K =2.33 ,测得某时刻,A(g)、B(g)、C(g)的浓度均为0.5mol/L,则此时v(正)____________v(逆)(填“>”“<”或“=”)

 

(1)在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵          ,(填“增大”、“减小”、“不变”)对于同一种物质,           时熵值最大。(填“固态”、“液态”、“气态”)

(2)某工厂实验室用CO和H2制备CH3OH,其原理为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)  △H < 0该温度下的化学平衡常数表达式_____________;若在298K、398K时化学平衡常数分别为K1、K2,则K1          K2(填“>”、“<”、“=”)

(3)M与N是同素异形体,由M=N;△H=+119KJ/mol可知,M比N________(填稳定、不稳定)

(4)一定温度下,反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g),在一密闭容器中进行达平衡后, 保持压强不变,充入Ar,其正反应速率__________(A.变快 B.不变 C变慢,填字母代号);该反应向__________(填正移、逆移或不移)。

 

在密闭体积不变的真空容器中加入一定量纯净的氨基甲酸铵固体(固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),已知25℃时,平衡气体总浓度为2.4×10-3mol·L-1,下列说法中正确的是(     )

A.密闭容器中气体的平均相对分子质量不变则该反应达到平衡状态

B.20℃时氨基甲酸铵的分解平衡常数为2.048×10-9mol3·L-3

C.恒温下压缩体积,NH3的体积分数不变

D.再加入一定量氨基甲酸铵,可加快正反应反应速率

 

现有X(g)+Y(g)2Z(g),正反应放热,从反应开始经过t1后达到平衡状态,t2时由于条件改变,平衡受到破坏,在t3时又达到平衡,据如图回答:从t2t3的曲线变化是由哪种条件引起的(  )

A.增大X或Y的浓度    B.增大压强

C.增大Z的浓度         D.升高温度

 

可逆反应mA(固)+nB(气)cC(气)+fD(气)反应过程中,当其它条件不变时,C的体积分数(C%)与温度(T)和压强(P)的关系如下图所示,下列叙述正确的是( 

A.化学方程式中n>c+f

B.达到平衡后,若使温度升高 ,化学平衡向逆反应方向移动

C.达到平衡后,若使用催化剂,C的体积分数增大

D.达到化学平衡后,增加A的量有利于化学平衡向正反应方向移动

 

下列关于化学平衡常数的说法中,正确的是(  )

A.在任何条件下,化学平衡常数都是一个定值

B.当改变反应物的浓度时,化学平衡常数会发生改变

C.化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关

D.化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度

 

在一定温度下,在某密闭容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示.下列叙述中,正确的是( 

A.该反应的化学方程式为M═2N

B.t1=1,则反应开始至t1时间段M 的反应速率为1mol﹒L-1﹒min-1

Ct3时正反应速率等于逆反应速率

Dt2时正逆反应速率相等,反应达到平衡状态

 

已知反应 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H<0,下列说法不正确的是(  )

A.升高温度,正、逆反应速率均加快       B.增大压强,化学平衡正向移动

C.当气体总质量不变时,反应达平衡状态   D.充入O2,可提高SO2的转化率

 

肼(H2N—NH2)是一种高能燃料,有关化学反应的为N2H4(g) + O2 = N2(g) + 2H2O(g)  △H=-576 KJ/mol,已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、O=O为500、N—N为154,H—O为463则断裂1molN—H键所需的能量(kJ)是(       )

A.391       B.194     C.516         D.658

 

2A(g) 2B(g) + C(g) △H < 0 ,现欲使正反应速率减小,C的浓度增大,可行的措施其它条件不变)(     )

A.加压      B.减压      C.减少C的浓度   D.降温

 

恒温恒容条件下,不是可逆反应2A(g)+3B(s)2C(g)达到平衡标志的是(   )

①C的生成速率与C的分解速率相等;②单位时间生成amol A,同时消耗1.5amol B;③各组分的浓度不再变化;④混合气体的密度不再变化;⑤混合气体的总压强不再变化;⑥混合气体的物质的量不再变化;⑦混合气体的平均摩尔质量不再变化;⑧A、B、C的分子数目比为2:3:2。

A.②⑤⑧     B.⑤⑥⑧         C.①③④     D.②④⑦

 

4molA气体和3molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:

2A(g)+B(g)2C(g),若经 2s后测得C的浓度为 0.6mol•L-1,现有下列几种说法:

①用物质A 表示反应的平均速率为 0.3mol•L-1s-1

②物质 B的体积分数是40%

③2s 时物质 A 的转化率为30%

④2s 时物质 B 的浓度为 1.0mol•L-1

其中正确的是(   

A.①④    B①③    C②③    D.③④

 

下列有关反应速率的说法正确的是(  )

A.用铁片和稀硫酸反应制氢气时,改用98%的硫酸可以加快反应速率

B.100mL 2mol•L-1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变

C.SO2的催化氧化反应是一个放热的反应,所以升高温度,反应速率变慢

D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强反应速率变慢

 

硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀H2SO4溶液反应:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑十S↓+H2O下列化学反应速率最大的是      

A0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5ml,加水5ml,反应温度10℃

B0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5ml,加水10ml,反应温度10℃

C0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5ml,加水10ml,反应温度30℃

D0.2mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5ml,加水10ml,反应温度30℃

 

在一个密闭容器中盛有N2和H2,它们的起始浓度分别是1.8mol/L和5.4mol/L,在一定的条件下它们反应生成NH3,10min后测得N2的浓度是0.8mol/L,则在这10min内NH3的平均反应速率是(  )

A.0.1mol/(L•min)   B.0.2mol/(L•min)   C.0.3mol/(L•min)   D.0.6mol/(L•min)

 

对于A2+3B22C的反应来说,以下化学反应速率的表示中,反应速率最快的是(  )

A.v(B2)=0.8mol/(L•s     B.v(A2)=0.4mol/(L•s

C.v(C)=0.6mol/(L•s     D.v(B2)=4.2mol/(L•min

 

已知反应:①2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ/mol

②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol

下列结论正确的是(  )

A.碳的燃烧热为△H=-110.5kJ/mol

B.1molC(s)所具有的能量一定高于1molCO(g)所具有的能量

C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为△H=-57.3kJ/mol

D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,也放出57.3kJ 热量

 

下列属于吸热反应的是(  )

①冰雪融化 ②KMnO4分解制O2 ③铝与氧化铁的反应 ④钠与水反应 ⑤二氧化碳与灼热木炭反应 ⑥碘的升华 ⑦Ba(OH)2•8H2O和NH4Cl反应.

A.②⑥⑦   B.②⑤⑦   C.①②⑤⑥⑦     D.③④

 

下列热化学方程式能表示可燃物的燃烧热的是(  )

A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184.6kJ/mol

B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-802.3kJ/mol

C.2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) △H=-5518kJ/mol

D.CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-283kJ/mol

 

下列对化学反应的认识正确的是(  )

A.对于同一个化学反应,一步完成和分几步完成,其反应的焓变不相同

B.如果某化学反应的△H和△S均小于0,则反应一定能自发进行

C.化学反应过程中,断键吸热,成键放热

D.反应物的总焓大于反应产物的总焓时,△H>0

 

下列说法正确的是(  )

A.用直接加热氧化铝的方法冶炼得到铝

B.海水中含有钾元素,只需经过物理变化可以得到钾单质

C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备Cl2

D.高炉炼铁的过程是通过置换反应得到铁

 

化学与生产、生活息息相关,下列叙述错误的是(    )

A.为防止电池中的重金属污染土壤和水体,应积极开发废旧电池的综合回收利用

B.氢能是清洁能源,工业上电解水法制大量氢气符合节能减排理念

C.大量的汽车尾气是造成雾霾天气的一个重要因素

D.煤的液化和气化均属于化学变化

 

碳及其化合物在能源、材料等方面具有广泛的用途。回答下列问题:

(1碳酸和草酸均为二元弱酸,其电离分为两步进行,已知其电离常数的有关数据如下表:向Na2CO3溶液中滴加草酸溶液,开始时所发生反应的离子方程式为              

 

H2CO3

H2C2O4

K1

4.2×10-7

5.4×10-2

K2

5.6×10-11

5.4×10-5

(2常温时,C和CO的燃烧热H分别为-394.0 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1,该条件下C转化为CO的热化学方程式为                    

(3氢气和一氧化碳在一定条件下可合成甲醇,反应如下

2H2(g+CO(gCH3OH(g)    H=Q kJ·mol-1

该反应在不同温度下的化学平衡常数(K如下表:

温度(

250

300

350

K(L2·mol-1

2.041

0.270

0.012

由此可判断Q          0(填“>”、“=”或“<”

一定温度下,将6 mol H2和2mol CO充入到体积为2 L的密闭容器中,10 min时反应达到平衡状态,此时测得c(CO=0.2 mol·L-1,该温度下的平衡常数K=         。0~10 min内,反应速率v(CH3OH            

在两个密闭容器中分别都充入20 mol H2和10 mol CO,测得一氧化碳的平衡转化率随温度(T、压强(p的变化如下图所示:

A、B两点压强大小关系:p1            p2(填“>”、“=”或“<”。若A点对应容器的容积为20 L,则B点对应的容器的容积为            L。

 

对氮、碳及其化合物的研究具有重要意义。

(1用肼(N2H4为燃料,四氧化二氮做氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。

已知:N2(g+2O2(g=N2O4(gH1K1

N2H4(g+O2(g=N2(g2H2O(gH2K2

则2N2H4(g+ N2O4(g=3N2(g+ 4H2O(gH=          (H1H2表示,该反应的化学平衡常数K =             (用K1、K2表示

(2汽车尾气转化反应:NO+CO→N2+CO2(未配平,将NO和CO转化为和N2和CO2,实现除污,每生成1molN2还原剂失去电子数为            

(3大气污染物氮氧化物可以用活性炭还原法处理。某研究小组向某2L的密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s+2NO(g N2(g+CO2 (g。在T1时,反应进行到不同时间(t测得各物质的物质的量(n如下

t(min

n(mol

0

10

20

30

40

50

NO

2.00

1.16

0.80

0.80

0.96

0.96

N2

0

0.42

0.60

0.60

0.72

0.72

CO2

0

0.42

0.60

0.60

0.72

0.72

0~10min内,NO的平均反应速率v(NO=             ;T1时,该反应的平均常数K=            

30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表的数据判断改变的条件可能是            (填字母编号

a.加入一定量的活性炭          b.通入一定量的NO

c.恒温时,充入一定量的氦气    d.加入适量的催化剂

(4氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液,电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O,放电时,该电池正极的电极反应式为                          

(5不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是            (填字母序号

A.容器内CO2的浓度保持不变

B.v(N2=2v(NO

C.容器内压强保持不变

D.混合气体的密度保持不变

E.混合气体的平均相对分子质量保持不变

 

海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,主要以碘化物形式存在.有一化学课外小组用海带为原料制取少量碘单质,他们将海带灼烧成灰,用水浸泡一段时间(以让碘化物充分溶解在水中,得到海带灰悬浊液,然后按以下实验流程提取单质碘:

(1灼烧海带时需要用到的实验仪器是          (从下列仪器中选出所需的仪器,用标号字母填写在空白处

A烧杯    B坩锅    C蒸发皿    D铁架台(带铁圈)    E酒精灯    F干燥器

(2指出提取碘的过程中有关的实验操作名称:                        

(3过程中充入适量Cl2的目的是               ,反应的离子方程式为                   

(4操作中所用的有机试剂可以是          (只填一种,简述选择其理由                   

(5操作过程可以分解为如下几步:

A.把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中;

B.把50mL碘水和15mL有机溶剂(你所选的加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞;

C.检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液;

D.倒转漏斗用力振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正;

E.旋开活塞,用烧杯接收溶液;

F.从分液漏斗上口倒出上层液体;

G.将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准;

H.静置、分层.

a.上述G步操作的目的是:             

b.最后碘的有机溶液是通过                获得(填“漏斗上口”或“漏斗下口”

(6请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单法:                         

 

某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略

(1MgCO3的分解产物为              。装置B中的反应方程式为                  

(2装置C的作用是                 ,处理尾气的方法为                   

(3将研究小组分为两组,按上图装置进行对比实验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物,两组分别用产物进行以下实验。

步骤

操作

甲组现象

乙组现象

1

取黑色粉末加入稀盐酸

溶解,无气泡

溶解,有气泡

2

取步骤1中溶液,滴加K3[Fe(CN6]溶液

蓝色沉淀

蓝色沉淀

3

取步骤1中溶液,滴加KSCN溶液

变红

无现象

4

向步骤3溶液中滴加新制氯水

红色褪去

先变红,后褪色

已知:Fe2+与[Fe(CN6]3-反应生成Fe3[Fe(CN6]2(蓝色沉淀

乙组得到的黑色粉末是                     

甲组步骤1中反应的离子方程式为                      

从实验安全考虑,上图装置还可采取的改进措施是                    

乙组步骤4中,溶液变红的原因为                    ;溶液褪色可能的原因是               ,其验证方法为                     

 

一定温度下,在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g CH3OCH3(g+H2O(g,下列说法正确的是

容器编号

温度(

起始物质的量(mol

平衡物质的量

CH3OH(g

CH3OCH3(g

H2O(g

387

0.20

0.080

0.080

387

0.40

 

 

207

0.20

0.090

0.090

A.该反应的正反应为吸热反应

B.达到平衡时,容器中的CH3OH体积分数比容器中的小

C.容器中反应到达平衡所需时间比容器中的长

D.若起始时向容器中充入CH3OH 0.1mol、CH3OCH3 0.15mol和H2O 0.10mol,则反应将向正反应方向进行

 

在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应:A(g+B(g2C(gΔH < 0。t1时刻达到平衡后,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图。下列说法正确的是

A.0~t2时,v始终大于v

B.两过程达到平衡时,A的体积分数>

C.两过程达到平衡时,平衡常数I<

D.t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加C

 

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