科目: 来源: 题型:填空题
我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。
I.已知反应
Fe2O3(s)+ CO(g)![]()
Fe(s)+ CO2(g) ΔH=-23.5 kJ·mol-1,该反应在
1000℃的平衡常数等于4。在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1. 0mol,反应经过l0min后达到平衡。
(1)CO的平衡转化率=____________
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是________
a.提高反应温度
b.增大反应体系的压强
c.选取合适的催化剂
d.及时吸收或移出部分CO2
e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅱ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:
CO(g)+ 2H2(g)
CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题:![]()
(1)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)若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
| 容器 | 反应物投入的量 | 反应物的 转化率 | CH3OH的浓度 | 能量变化 (Q1、Q2、Q3均大于0) |
| 甲 | 1mol CO和2mol H2 | α1 | c1 | 放出Q1kJ热量 |
| 乙 | 1mol CH3OH | α2 | c2 | 吸收Q2kJ热量 |
| 丙 | 2mol CO和4mol H2 | α3 | c3 | 放出Q3kJ热量 |
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二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
① CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H 1=-90.7 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) △H 2=-23.5 kJ·mol-1
③ CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) △H 3=-41.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)则反应3H2(g)+3CO(g)
CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H= kJ·mol-1。
(2)下列措施中,能提高CH3OCH3产率的有 。
A.使用过量的CO B.升高温度 C.增大压强
(3)反应③能提高CH3OCH3的产率,原因是 。
(4)将合成气以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反应器中,一定条件下发生反应:
4H2(g)+2CO(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) △H,其CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图1所示,下列说法正确的是 。
A.△H <0
B.P1<P2<P3
C.若在P3和316℃时,起始时n(H2)/n(CO)=3,则达到平衡时,CO转化率小于50%[
(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和H2制备二甲醚。观察图2回答问题。催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为 时最有利于二甲醚的合成。
(6)图3为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图,a电极的电极反应式为 。![]()
图1 图2 图3
(7)甲醇液相脱水法制二甲醚的原理是:CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O,
CH3 HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。与合成气制备二甲醚比较,该工艺的优点是反应温度低,转化率高,其缺点是 。
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铜单质及其化合物在工业生产和科研中有重要作用。
(1)已知:2Cu2O(s) + O2(g) = 4CuO(s)△H=-292kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ·mol-1
请写出用足量炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式: ;
(2)现用氯化铜晶体(CuCl2·2H2O,含氯化亚铁杂质)制取纯净的CuCl2·2H2O。先将其制成水溶液,后按如图步骤进行提纯:![]()
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表
| 金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Cu2+ |
| 氢氧化物开始沉淀时的pH | 1.9 | 7.0 | 4.7 |
| 氢氧化物完全沉淀时的pH | 3.2 | 9.0 | 6.7 |
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工业上制备 BaC12 的工艺流程图如图所示:![]()
某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验。查表得:![]()
(1)反应C(s) + CO2(g)
2CO(g)的△H = kJ/mol
(2)过滤过程中需要使用玻璃棒,玻璃棒的作用是 。
(3)盐酸溶解焙烧的固体后,产生的气体用过量 NaOH 溶液吸收,得到硫化钠溶液。 Na2S 水解的离子方程式为 。
(4)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时,
= 。[已知:
Ksp(AgBr) = 5.4×10─13 , Ksp(AgCl) = 2.0×10─10]
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化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热量的形式表现出来,叫做反应热。由于反应的情况不同,反应热可以分为许多种,如燃烧热和中和热等。
(1)下列 △ H 表示物质燃烧热的是 (填字母编号)。![]()
![]()
(2)依据上述热化学方程式,稀硝酸与氢氧化钾溶液发生中和反应的热化学方程式为 (其中热效应从上述 △H1 ~△H7尽中选取)。
(3)中和热的测定是高中化学的定量实验之一。 50 mL0.50 mol/L 盐酸与 50 mL 0.55 mol/L 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。从实验装置上看,图中尚缺少的一种仪器是。大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值将会(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。![]()
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工业上制备BaCl2的工艺流程图如下:![]()
某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验。查表得BaSO4(s) + 4C(s)
4CO(g) + BaS(s) △H1=+ 571.2 kJ·mol-1 ①
BaSO4(s) + 2C(s)
2CO2(g) + BaS(s) △H2=+ 226.2 kJ·mol-1 ②
(1)气体用过量NaOH溶液吸收得到硫化钠。一定浓度的硫化钠溶液因向空气中释放臭味而称为“臭碱”,下列对这一现象的解释你认为最合理的是 (填序号)
A.硫化钠在水溶液中水解生成了NaOH和H2S气体
B.硫化钠溶液因吸收空气中的氧气被氧化生成了NaOH,同时生成有臭味的气体
C.硫化钠溶液水解的过程中因吸收空气中的CO2而放出H2S气体
(2)向同物质的量浓度BaCl2和KBr混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液,先生成 沉淀,当
= 时,开始生成第二种沉淀,随着AgNO3溶液的进一步滴加,此时生成的沉淀以 为主,且
会 (填变大、变小、始终不变)。[已知Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10]
(3)反应C(s) + CO2(g)
2CO(g)的△H= kJ·mol-1。
(4)实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是 。
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(10分)工业上制备BaCl2的工艺流程图如图:![]()
某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验。查资
料得:
BaSO4(s) + 4C(s)
4CO(g) + BaS(s) ΔH1 = +571.2 kJ·mol-1 ①
BaSO4(s) + 2C(s)
2CO2(g) + BaS(s) ΔH2= +226.2 kJ·mol-1 ②
(1)①制备BaCl2的工艺流程图中气体A用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为 。
②常温下,相同浓度的Na2S和NaHS溶液中,下列说法正确的是 (填字母)。
| A.Na2S溶液的pH比NaHS溶液pH小 |
| B.两溶液中含有的离子种类不同 |
| C.两溶液中滴入同体积同浓度的盐酸,产生气体速率相等 |
| D.两溶液中加入NaOH固体,c(S2-)都增大 |
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甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。
| 温度 | 250 ℃ | 300 ℃ | 350 ℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
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已知反应①Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g) ΔH="a" kJ·mol-1,平衡常数为K;反应②CO(g)+1/2O2(g)
CO2(g) ΔH="b" kJ·mol-1;反应③Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g) ΔH="c" kJ·mol-1。测得在不同温度下,K值如下:
| 温度/℃ | 500 | 700 | 900 |
| K | 1.00 | 1.47 | 2.40 |
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