【題目】研究和開發(fā)CO2和CO的創(chuàng)新利用是環(huán)境保護(hù)和資源利用雙贏的課題。

(1)CO可用于合成甲醇。在體積可變的密閉容器中充入4molCO和8molH2,在催化劑作用下合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)(),平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示:

該反應(yīng)的逆反應(yīng)屬于________反應(yīng);(填吸熱放熱)。

在0.1Mpa 、100的條件下,該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器體積為開始容器體積的_________倍。(結(jié)果保留兩位小數(shù)點(diǎn))

在溫度和容積不變的情況下,再向平衡體系中充入4molCO,達(dá)到平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率________(填增大,不變減小),平衡常數(shù)K________(填增大,不變減小)。

(2)在反應(yīng)()中需要用到H2做反應(yīng)物,以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。已知:

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

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

則CH4和H2O(g)反應(yīng)生成CO2和H2的熱化學(xué)方程式為: 。

(3)在反應(yīng)()中制得的CH3OH 即可以做燃料,還可以與氧氣組成堿性燃料電池,電解質(zhì)溶液是20%~30%的KOH溶液。則該燃料電池放電時(shí):負(fù)極的電極反應(yīng)式為____________________。

【答案】(1)吸熱 (2)0.67 (3)減小 不變

(4)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H=+165.0 kJ·mol-1

(5)CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O

【解析】

試題分析:(1)①由圖可知,壓強(qiáng)一定時(shí),隨溫度升高,CO的轉(zhuǎn)化率降低,故升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)因此逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng);

100℃,平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為0.5,所以參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為2mol。

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);

開始(mol): 4 8 0

變化(mol): 2 4 2

平衡(mol): 2 4 2

因此該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器體積為開始容器體積的倍。

③在溫度和容積不變的情況下,再向平衡體系中充入4molCO平衡向正反應(yīng)移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率減小,化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響,與濃度無(wú)關(guān),溫度不變,平衡常數(shù)不變;

(2)①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJmol-1

②CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJmol-1

依據(jù)蓋斯定律計(jì)算,①×2—②得到CH4和H2O(g)反應(yīng)生成

CO2和H2的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) H=+165.0 kJ·mol-1

(3)該燃料電池放電時(shí)是原電池,負(fù)極上是甲醇失電子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碳酸鹽,反應(yīng)的電極反應(yīng)式為CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列示意圖中,白球代表氫原子,黑球代表氦原子,方框代表容器,容器中間有一個(gè)可以上下滑動(dòng)的隔板(其質(zhì)量忽略不計(jì))。其中能表示等質(zhì)量的氫氣與氦氣的是(  )

A. B. C. D.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】鈷及其化合物在生產(chǎn)中有重要作用,回答下列問題

(1)鈷元素基態(tài)原子的電子排布式為_________________,未成對(duì)電子數(shù)為________________。

(2)配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3是鈷重要化合物

①H2O的沸點(diǎn)___ (填“高于”或“低于”)H2S,原因是_______;H2O中O的雜化形式為_____。H2O是_____分子(填“極性”或“非極性”)。

②[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3Co3+配位數(shù)為___。陽(yáng)離子的立體構(gòu)型是___________。[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3若其中有兩個(gè)NH3分子被Cl取代,所形成的[Co(NH3)2(H2O)2] 3+的幾何異構(gòu)體種數(shù)有(不考慮光學(xué)異構(gòu))___________種。

(3)金屬鈷是由______鍵形成的晶體;CoO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同,Co2+和Fe2+的離子半徑分別為74.5pm和78pm,則熔點(diǎn)CoO______FeO。

(4)一氧化鈷的晶胞如圖,則在每個(gè)Co2+的周圍與它最接近的且距離相等的Co2+共有_____個(gè),若晶體中Co2+與O2-的最小距離為acm,則CoO的晶體密度為_______(用含NA和a的代數(shù)式表示。結(jié)果g/cm3,已知:M(Co)=59g/mol;M(O)=16g/mol,設(shè)阿佛加德羅常數(shù)為NA)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】NH4Al(SO4)2是一種食品添加劑,用于焙烤食品;NH4HSO4在分析化學(xué)、制藥工業(yè)中用途廣泛。請(qǐng)回答下列問題:

1NH4Al(SO4)2可作凈水劑,其理由是_______________________ (用必要的化學(xué)用語(yǔ)和相關(guān)文字說明)

2相同條件下,0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液中的c()________(等于、大于小于”)0.1 mol/L NH4HSO4溶液中的c()。

3如圖是0.1 mol/L電解質(zhì)溶液的pH隨溫度變化的圖像。

①其中符合0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液的pH隨溫度變化的曲線是__________(填寫字母),導(dǎo)致pH隨溫度變化的原因是___________________________________________;

20時(shí),0.1 mol/LNH4Al(SO4)2溶液中2c()c()3c(Al3+)=_________(填數(shù)值)。

4室溫時(shí),向100 mL 0.1 mol/LNH4HSO4溶液中滴加0.1 mol/L NaOH溶液,所得溶液的pH與所加NaOH溶液體積的關(guān)系曲線如圖所示:

試分析圖中ab、c、d四個(gè)點(diǎn),水的電離程度最大的是____________;在b點(diǎn),溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是_____________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】工業(yè)廢水中常含有酚類、重金屬、氰類、三氯甲烷及砷類等有害物質(zhì),必須處理后才可排放。

1FeS除去廢水中重金屬汞鹽的反應(yīng)為Hg2++FeSHgS + Fe2+,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K____________ [填數(shù)值,已知:Ksp(FeS)=6.4×1015Ksp(HgS)=1.6×1052]。

2處理含CN廢水有惰性電極電解法、NaClO氧化法等。

已知:HCNKa=6.3×1010,沸點(diǎn)為25.7℃,有劇毒。

①電解前需將廢水的pH調(diào)至1011,其目的是___________。

②惰性電極電解時(shí),CN在陽(yáng)極最終氧化為CO32-、CO2N2。則1mol CN在陽(yáng)極被完全氧化,同時(shí)在陰極上產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為___________(不考慮副反應(yīng))。

③電解后期需在廢水中加入食鹽繼續(xù)電解,加食鹽除可提高電流效率外,還因?yàn)?/span>___________。

3納米零價(jià)鐵除去酸性廢水中的三氯乙烯、五價(jià)砷的原理如下圖所示:

納米零價(jià)鐵中Fe為負(fù)極, C2HCl3在其表面被還原的電極反應(yīng)式為___________;在含高濃度SO42的酸性溶液中脫除砷的化學(xué)方程式為___________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】“綠水青山就是金山銀山”,研究NO2、NO、CO、S02等大氣污染物和水污染物的處理對(duì)建設(shè)美麗中國(guó)具有重要意義。

(1)已知: ①NO2+COCO2+NO該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K1(下同),每1mol下列物質(zhì)分解為氣態(tài)基態(tài)原子吸收的能量分別為

NO2

CO

CO2

NO

812kJ

1076kJ

1490kJ

632kJ

②N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=+179.5kJ/mol K2

③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol K3

寫出NO與CO反應(yīng)生成無(wú)污染氣體的熱化學(xué)方程式____________________________________,該熱化學(xué)方程式的平衡常數(shù)K=_________(用K1、K2、K3表示)。

(2)在體積可變的恒壓(p總)密閉容器中充入1molCO2 與足量的碳,讓其發(fā)生反應(yīng): C(s)+ CO2(g)2CO(g) △H>0。平衡時(shí),體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示。

①T℃時(shí),在容器中若充入稀有氣體,v(正)___v(逆)(填“>”“<”或“="),平衡______移動(dòng)(填“正向”“逆向”或“不”。下同);若充入等體積的CO2 和CO,平衡________移動(dòng)。

②CO體積分?jǐn)?shù)為40%時(shí),CO2 的轉(zhuǎn)化率為_______。

③已知:氣體分壓(p)=氣體總壓×體積分?jǐn)?shù)。用平衡分壓代替平衡濃度表示平衡Kp常數(shù)的表達(dá)式為__________;925℃時(shí),Kp=______(用含p的代數(shù)式表示)。

(3)直接排放含SO2 的煙氣會(huì)形成酸雨,危害環(huán)境?捎肗aOH吸收,所得含硫各微粒(H2SO3、HSO3-和SO32-)存在于反應(yīng)后的溶液中,它們的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)X(i)與溶液pH的關(guān)系如圖所示。

①若是0.1mol/LNaOH 反應(yīng)后的溶液,測(cè)得溶液的pH=8時(shí),溶液中各離子濃度由大到小的順序是______________。

②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定濃度的CaCl2 溶液,溶液中出現(xiàn)渾濁,pH降為2,用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋溶液pH降低的原因_______________________________________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】對(duì)于電解質(zhì)的導(dǎo)電能力,下列說法正確的是

A.強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力一定比弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力強(qiáng)

B.導(dǎo)電能力強(qiáng)的溶液一定是濃溶液

C.相同溫度下,導(dǎo)電能力強(qiáng)的溶液中離子個(gè)數(shù)一定多

D.相同的溫度下,單位體積中的離子個(gè)數(shù)越多,陰離子或陽(yáng)離子所帶電荷的絕對(duì)值越大,溶液的導(dǎo)電能力越強(qiáng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】硫代硫酸鈉是一種重要的化工產(chǎn)品。某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)。

[查閱資料]

1Na2S2O3·5H2O是無(wú)色透明晶體,易溶于水。其稀溶液與BaCl2溶液混合無(wú)沉淀生成。

2Na2CO3Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得產(chǎn)品中常含有少量Na2SO3Na2SO4。

3Na2SO3易被氧化;BaSO3難溶于水,可溶于稀HCl。

4硫代硫酸鈉與碘反應(yīng)的離子方程式為:2S2O32-+I2=S4O62-+2I-

[制備產(chǎn)品]實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(省略?shī)A持裝置)

實(shí)驗(yàn)步驟:

1按如圖所示組裝好裝置后,應(yīng)先_______________(填操作名稱),再按圖示加入試劑。儀器BD的作用是____________________________E中的試劑是__________(選填下列字母編號(hào))。

A.稀H2SO4 BNaOH溶液 C.飽和NaHSO3溶液

2先向燒瓶C中加入Na2SNa2CO3混合溶液,再向燒瓶A中滴加濃H2SO4C中反應(yīng)生成Na2S2O3CO2,化學(xué)方程式為______________________。

3Na2SNa2CO3完全消耗后,結(jié)束反應(yīng)。過濾C中混合液,濾液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥、得到產(chǎn)品。

[探究與反思]

1為驗(yàn)證產(chǎn)品中含有Na2SO3Na2SO4,該小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案,請(qǐng)將方案補(bǔ)充完整。(所需試劑從稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸餾水中選擇)

取適量產(chǎn)品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,____________,若沉淀未完全溶解,并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,則可確定產(chǎn)品中含有Na2SO3Na2SO4。

2I2的標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定產(chǎn)品的純度

10.0g產(chǎn)品,配制成100mL溶液,配制溶液的蒸餾水必須經(jīng)過煮沸、冷卻后才能使用,其目的是殺菌、除__________及二氧化碳。取10.00mL溶液。以________溶液為指示劑,用濃度為0.10mol/LI2的標(biāo)準(zhǔn)溶波進(jìn)行滴定,相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下表所示。

編號(hào)

1

2

3

溶液的體積/mL

10.00

10.00

10.00

消耗I2標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/mL

19.95

17.10

20.05

滴定時(shí),達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是___________________________________________Na2S2O3·5H2O在產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_______________(用百分?jǐn)?shù)表示,且保留1位小數(shù))。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】同溫同壓下,等質(zhì)量的NH3CH4兩種氣體,下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是

A. 所含分子數(shù)之比為1617 B. 所含電子數(shù)之比為1617

C. 所含氫元素的質(zhì)量之比為1716 D. 密度之比為1716

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同步練習(xí)冊(cè)答案