14.工业上可采用CH3OH
CO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。
我国学者采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程,有两种可能方式:
方式A:
CH3OH*→CH3O*+H*Ea=+103.1kJ·mol-1
方式B:
CH3OH*→CH3*+OH*Eb=+249.3kJ·mol-1(其中Ea、Eb为活化能)。
图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。
下列说法错误的是
A.总反应的焓变(△H)大于0
B.甲醇裂解过程主要历经的方式应为B
C.该历程中最小能垒(活化能)为70.7kJ·mol-1
D.该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为CHO*+3H*=CO*+4H*
15.室温下,向20.00mL0.1000mol·L-1盐酸中滴加0.1000mol·L-1NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。
已知lg5=0.7。
下列说法错误的是
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.V(NaOH)=30.00mL时,pH=12.3
三、非选择题:
共60分。
16.(12分)化学反应与能量变化密切相关。
回答下列问题:
(1)反应物和生成物均为气态的某可逆反应,在不同条件下的反应历程分别为A、B,如图所示。
①历程A中正反应的活化能为(用图中字母表示)。
②B历程表明此反应采用的条件为(填标号)。
A.升高温度B.降低温度C.增大反应物浓度D.使用催化剂
(2)在如图的转化关系中,X代表卤素。
△H20(填“>”、“=”或“<”);△H1、△H2和△H3三者存在的关系为。
(3)甲醇(
)是重要的化工原料,又可作为燃料。
利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H1
②CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H2
③CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)△H3
已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
①计算△H1=kJ·mol-1;
②已知△H3=+41.1kJ·mol-1,则△H2=kJ·mol-1。
17.(12分)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各种微粒的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图所示。
(1)以酚酞为指示剂(变色范围pH:
8.0~10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。
该过程中主要反应的离子方程式为。
(2)pH=11时,图中H3AsO3水溶液中三种含砷微粒浓度由大到小的顺序为。
(3)H3AsO4第一步电离的方程式为,加水稀释其稀溶液,溶液中离子浓度增大的微粒是。
(4)若pKa=-lgKa,H3AsO4第二步电离的平衡常数为Ka2,则pKa2=。
(5)用NaOH溶液调节H3AsO4溶液的pH为7,此时溶液中c(Na+)=。
18.(12分)回答下列有关水溶液的问题:
(1)下列两种溶液中,室温下由水电离生成的H+浓度之比(①:
②)是。
①pH=1的盐酸②0.01mol·L-1的NaOH溶液
(2)已知在25℃和95℃时,水的电离平衡曲线如图所示:
①在25℃时,水的电离平衡曲线应为(填“A”或“B”);95℃时水的离子积KW=。
②25℃时,将pH=9的Ba(OH)2溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若冷却至25℃时所得混合溶液的pH=7,则Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液的体积比为。
③曲线B对应温度下,pH=2的盐酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液按体积比9:
1混合,溶液的pH=。
④常温下,将一小块金属钠投入100mL0.15mol·L-1的CuSO4溶液中,收集到产生的气体1.456L(标准状况下),此时溶液体积仍为100mL,反应后溶液的pH=。
19.(12分)运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究。
(1)生产氢气:
将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。
C(s)+H2O(g)
H2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ·mol-1,△S=+133.7J·mol-1·K-1。
①该反应在低温下(填“能”或“不能”)自发进行。
②写出该反应的平衡常数表达式。
(2)已知在400℃时,N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的K=0.5。
①在400℃时,2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)的K'=(填数值)。
②400℃时,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2mol、1mol、2mol,则此时反应v正(N2)v逆(N2)(填“>”、“<”“=”或“不能确定”)。
③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,则合成氨反应的平衡移动(填“向左”、“向右”或“不”);加入催化剂,反应的△H(填“增大”、“减小”或“不改变”)。
20.(12分)亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂,可通过反应:
2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g)获得。
(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时,涉及如下反应:
①2NO2(g)+NaCl(s)
NaNO3(s)+ClNO(g)K1
②4NO2(g)+2NaCl(s)
2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)K2
③2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g)K3
则K3=(用含K1、K2的式子表示)。
(2)300℃时,2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g)的正反应速率表达式为v(正)=k·cn(ClNO),测得速率和浓度的关系如表所示:
根据表中数据计算,k=(要求带单位)。
(3)按投料比[n(NO):
n(Cl2)=2:
1]把NO和Cl2加入到一恒压的密闭容器中发生反应,平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图A所示:
①在p压强条件下,M点时容器内NO的体积分数为。
②若反应一直保持在p压强条件下进行,则M点的分压平衡常数Kp=(用含p的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数)。
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数随n(NO)/n(Cl2)的变化图像如图B所示,则A、B、C三状态中,NO的转化率最大的是点,当n(NO)/n(Cl2)=1.5时,达到平衡状态时ClNO的体积分数可能是D、E、F三点中的点。