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【題目】稀硝酸和銅反應的化學方程式:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O,如果有3.2克銅和硝酸恰好完全反應,試計算:
(1)在標準狀況下產生氣體的體積是多少?
(2)將所得溶液加水配成200mL溶液,則溶液的物質的量濃度是多少?

【答案】
(1)0.75L
(2)0.25mol/L
【解析】解:3.2克銅的物質的量= =0.05mol,

3Cu+8HNO3(稀)=

3Cu(NO32+

2NO↑+4H2O

3

3

2

0.05mol

y

x

故x= = mol y= =0.05mol

則V(NO)= mol×22.4L/mol=0.75L

c[Cu(NO32]= =0.25mol/L,

答:(1)在標準狀況下產生氣體的體積是0.75L;(2)將所得溶液加水配成200mL溶液,則溶液的物質的量濃度是0.25mol/L.

練習冊系列答案
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CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=﹣53.7kJmol1
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2
某實驗室控制CO2和H2初始投料比為1:2.2,在相同壓強下,經過相同反應時間測得如下實驗數據:

T(K)

催化劑

CO2轉化率(%)

甲醇選擇性(%)

543

Cat.1

12.3

42.3

543

Cat.2

10.9

72.7

553

Cat.1

15.3

39.1

553

Cat.2

12.0

71.6

[備注]Cat.1:Cu/ZnO納米棒;Cat.2:Cu/ZnO納米片;甲醇選擇性;轉化的CO2中生成甲醇的百分比
已知:①CO和H2的標準燃燒熱分別為﹣283.0kJmol1和﹣285.8kJmol1
②H2O(1)═H2O(g)△H3=44.0kJmol1
請回答(不考慮溫度對△H的影響):
(1)反應I的平衡常數表達式K=;反應Ⅱ的△H2=kJmol1
(2)有利于提高CO2轉化為CH3OH平衡轉化率的措施有
A.使用催化劑Cat.1
B.使用催化劑Cat.2
C.降低反應溫度
D.投料比不變,增加反應物的濃度
E.增大 CO2和H2的初始投料比
(3)表中實驗數據表明,在相同溫度下不同的催化劑對CO2轉化成CH3OH的選擇性有顯著的影響,其原因是
(4)在如圖中分別畫出反應I在無催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下“反應過程﹣能量”示意圖.
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2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H3=c kJmol1
反應CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g) 的△H=kJmol1
(2)利用廢氣中的CO2為原料制取甲醇,反應方程式為:CO2+3H2═CH3OH+H2O其他條件相同,該甲醇合成反應在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反應相同時間后,CO2的轉化率隨反應溫度的變化如圖1所示. ①a點所代表的狀態(填“是”或“不是”)平衡狀態.
②c點CO2的轉化率高于b點,原因是
(3)在實際生產中發現,隨著甲醇的生成,還伴隨有少量CO副產物出現:CO2+H2CO+H2O△H>0,且CO2的轉化率、甲醇的產率和CO含量除受濃度、度、壓強等因素影響外,還受催化劑CuO的質量分數、氣體混合物在反應鍋爐內的流動速率影響(用空間流率表示).通過實驗分別得到如下數據圖2、①由圖2得,最佳空間流率為h1; ②在其他條件不變的前提下調整催化劑配比,并記錄到達平衡所需的時間,得到如下表數據,

催化劑組分質量分數(%)

CuO

0

25

50

75

100

ZnO

100

75

50

25

0

到達平衡所需時間(h)

2.5

7.4

8.1

12

無催化活性

試說明不選擇單組份ZnO原因是
(4)用二氧化碳催化加氫來合成低碳烯烴,起始時以0.1MPa,n(H2):n(CO2)=3:1的投料比充入反應器中,發生反應:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)△H,不同溫度下平衡時的四種氣態物質的物質的量如圖4所示: ①該進行的反應的△S0(填:“>”或“<”)
②對于氣體反應,用某組分(B)的平衡壓強(pB)代替物質的量濃度(cB)也可以表示平衡常數(記作KP),則該反應的KP=
③為提高CO2的平衡轉化率,除改變溫度外,還可采取的措施是(列舉2項).

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A.1:3
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C.1:1
D.2:1

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