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煤、天然气、石油综合利用是构建节约型、环境友好型社会的必然选择.(1)利用合成气可以合成甲醇、甲醛等有机物,其催化剂主要是铜、硅、铁、铝的氧化物.①氧原子的原子结构示
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煤、天然气、石油综合利用是构建节约型、环境友好型社会的必然选择.
![作业帮](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/d6ca7bcb0a46f21f44952f5cf0246b600c33ae18.jpg)
(1)利用合成气可以合成甲醇、甲醛等有机物,其催化剂主要是铜、硅、铁、铝的氧化物.
①氧原子的原子结构示意图为___.
②下列有关铜、硅、铁、铝单质及其化合物性质的推断正确的是___.
A.常温下,它们的单质都不能和浓硝酸反应
B.它们的氧化物都能和稀硫酸反应
C.硅及其氧化物能和烧碱溶液、氢氟酸反应
D.以石墨为电极电解上述金属盐溶液可以制金属
(2)K=
是某化学反应的平衡常数表达式,该化学反应方程式为___.
(3)已知在400℃时,利用上述反应获得的氢气合成氨:
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0 此温度平衡常数K=0.5
在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为1mol、0.5mol、1mol,则此时反应中氨气正反应速率___ 氨气逆反应速率(填“大小”、“小于”或“等于”).
下列措施能提高合成氨反应速率和氢气转化率的是___.
A.升高温度 B.加入高效催化剂 C.及时分离氨气 D.缩小容器体积
(4)在固定体积的密闭容器中,进行化学反应:
CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H
①正反应是___反应(填“吸热”或“放热”).
②在一定条件下,下列变化情况合理且表明该可逆反应达到平衡状态的是___.
A.容器内压强由大到小至不变
B.混合气体平均相对分子质量不变
C.混合气体密度保持不变
D.CH4、H2的消耗速率比为1:3
(5)在某密闭容器中充入一定量CH4、CO2,发生如下反应:
CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g),在一定条件下达到平衡状态时,CH4、CO2、CO、H2的物质的量分别为2mol、1mol、4mol、4mol.则CH4、CO2的转化率比等于___.
![作业帮](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/d6ca7bcb0a46f21f44952f5cf0246b600c33ae18.jpg)
(1)利用合成气可以合成甲醇、甲醛等有机物,其催化剂主要是铜、硅、铁、铝的氧化物.
①氧原子的原子结构示意图为___.
②下列有关铜、硅、铁、铝单质及其化合物性质的推断正确的是___.
A.常温下,它们的单质都不能和浓硝酸反应
B.它们的氧化物都能和稀硫酸反应
C.硅及其氧化物能和烧碱溶液、氢氟酸反应
D.以石墨为电极电解上述金属盐溶液可以制金属
(2)K=
c(CO)•c(H2) |
c(•H2O) |
(3)已知在400℃时,利用上述反应获得的氢气合成氨:
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0 此温度平衡常数K=0.5
在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为1mol、0.5mol、1mol,则此时反应中氨气正反应速率___ 氨气逆反应速率(填“大小”、“小于”或“等于”).
下列措施能提高合成氨反应速率和氢气转化率的是___.
A.升高温度 B.加入高效催化剂 C.及时分离氨气 D.缩小容器体积
(4)在固定体积的密闭容器中,进行化学反应:
CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H
①正反应是___反应(填“吸热”或“放热”).
②在一定条件下,下列变化情况合理且表明该可逆反应达到平衡状态的是___.
A.容器内压强由大到小至不变
B.混合气体平均相对分子质量不变
C.混合气体密度保持不变
D.CH4、H2的消耗速率比为1:3
(5)在某密闭容器中充入一定量CH4、CO2,发生如下反应:
CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g),在一定条件下达到平衡状态时,CH4、CO2、CO、H2的物质的量分别为2mol、1mol、4mol、4mol.则CH4、CO2的转化率比等于___.
▼优质解答
答案和解析
(1)①氧原子核外有8电子,K、L层分别占据2、6个电子,氧原子结构示意图为
,故答案为:
;
②A、铝常温下发生钝化,铜能与浓硝酸反应,故A错误;
B、氧化铜氧化铁、氧化铝和稀硫酸反应,二氧化硅不和稀硫酸反应,故B错误;
C、硅、二氧化硅都能和氢氧化钠溶液、氢氟酸溶液反应,如硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气;硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和氢气,二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水,故C正确;
D、电解氯化铝溶液、氯化铁溶液得到氢氧化铝、氢氧化铁,因为铝离子、亚铁离子的还原性比氢离子弱,故D错误.
故答案为:C;
(2)根据平衡常数表达式知,有碳元素参与反应,又不列入平衡常数表达式,说明碳和水蒸汽反应生成一氧化碳和氢气,固态碳不列入平衡常数,反应的化学方程式为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),故答案为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);
(3)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0 此温度平衡常数K=0.5
在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为1mol、0.5mol、1mol,c(NH3)=2mol/L,c(H2)=1mol/L,c(N2)=2mol/L,浓度商Q=
=2>0.5,温度不变,平衡常数不变,反应向逆方向进行,即此时反应中氨气正反应速率小于氨气逆反应速率;
反应是气体体积减小的放热反应,提高合成氨反应速率和氢气转化率,增大压强、升高温度、增大浓度可以增大反应速率,平衡正向进行可以增大氢气的转化率;
A.升高温度增大反应速率,平衡逆向进行,氢气转化率减小,故A错误;
B.加入高效催化剂增大反应速率,不改变化学平衡,氢气转化率不变,故B错误;
C.及时分离氨气,增大氢气转化率,但反应速率减小,故C错误;
D.缩小容器体积,相当于增大压强,反应速率增大,平衡正向进行,氢气转化率增大,故D正确;
故答案为:小于;D;
(4)①从图象看,温度升高,平衡常数增大,平衡正向进行,所以正反应是吸热反应,故答案为:吸热;
②A、恒容恒温条件下,各物质都是气态,气体分子数由小到大,说明容器内气压增大,故A错误;
B、气体总质量不变,气体总物质的量由少到多,气体相对分子质量由大到小至不变时达到平衡状态,故B正确;
C、气体总质量和容器总体积始终不变,气体密度始终不变,不能判断平衡状态,故C错误;
D、消耗氢气速率与生成甲烷速率比为3:1,说明甲烷消耗和生成速率相等,达到平衡状态,故D正确;
故答案为:BD;
(5)在某密闭容器中充入一定量CH4、CO2,发生如下反应:
CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g),在一定条件下达到平衡状态时,CH4、CO2、CO、H2的物质的量分别为2mol、1mol、4mol、4mol,设起始量二氧化碳和甲烷分别为a、b,则
CO2+CH4 =2CO+2H2
开始:a b 0 0
变化 2 mol 2mool 4mol 4mol
平衡:1mol 2mol 4mol 4mol
a=3mol,b=4mol
则CH4、CO2的转化率=
:
=3:4,
故答案为:3:4.
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②A、铝常温下发生钝化,铜能与浓硝酸反应,故A错误;
B、氧化铜氧化铁、氧化铝和稀硫酸反应,二氧化硅不和稀硫酸反应,故B错误;
C、硅、二氧化硅都能和氢氧化钠溶液、氢氟酸溶液反应,如硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气;硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和氢气,二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水,故C正确;
D、电解氯化铝溶液、氯化铁溶液得到氢氧化铝、氢氧化铁,因为铝离子、亚铁离子的还原性比氢离子弱,故D错误.
故答案为:C;
(2)根据平衡常数表达式知,有碳元素参与反应,又不列入平衡常数表达式,说明碳和水蒸汽反应生成一氧化碳和氢气,固态碳不列入平衡常数,反应的化学方程式为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),故答案为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);
(3)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0 此温度平衡常数K=0.5
在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为1mol、0.5mol、1mol,c(NH3)=2mol/L,c(H2)=1mol/L,c(N2)=2mol/L,浓度商Q=
22 |
1×2 |
反应是气体体积减小的放热反应,提高合成氨反应速率和氢气转化率,增大压强、升高温度、增大浓度可以增大反应速率,平衡正向进行可以增大氢气的转化率;
A.升高温度增大反应速率,平衡逆向进行,氢气转化率减小,故A错误;
B.加入高效催化剂增大反应速率,不改变化学平衡,氢气转化率不变,故B错误;
C.及时分离氨气,增大氢气转化率,但反应速率减小,故C错误;
D.缩小容器体积,相当于增大压强,反应速率增大,平衡正向进行,氢气转化率增大,故D正确;
故答案为:小于;D;
(4)①从图象看,温度升高,平衡常数增大,平衡正向进行,所以正反应是吸热反应,故答案为:吸热;
②A、恒容恒温条件下,各物质都是气态,气体分子数由小到大,说明容器内气压增大,故A错误;
B、气体总质量不变,气体总物质的量由少到多,气体相对分子质量由大到小至不变时达到平衡状态,故B正确;
C、气体总质量和容器总体积始终不变,气体密度始终不变,不能判断平衡状态,故C错误;
D、消耗氢气速率与生成甲烷速率比为3:1,说明甲烷消耗和生成速率相等,达到平衡状态,故D正确;
故答案为:BD;
(5)在某密闭容器中充入一定量CH4、CO2,发生如下反应:
CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g),在一定条件下达到平衡状态时,CH4、CO2、CO、H2的物质的量分别为2mol、1mol、4mol、4mol,设起始量二氧化碳和甲烷分别为a、b,则
CO2+CH4 =2CO+2H2
开始:a b 0 0
变化 2 mol 2mool 4mol 4mol
平衡:1mol 2mol 4mol 4mol
a=3mol,b=4mol
则CH4、CO2的转化率=
2 |
4 |
2 |
3 |
故答案为:3:4.
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