甲醇是新型的汽車動力燃料.工業(yè)上可通過CO和H2化合制備甲醇,該反應的熱化學方程式為:CO(g)+2H2(g)?CH3OH (g)△H1=-116kJ?mol-1
(1)下列措施中有利于提高反應速率的是
 
(雙選,填字母).
A.移去部分CH3OH      B.減小壓強      C.通入CO       D.加入催化劑
(2)已知:CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)
△H2=-283kJ?mol-1H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)
△H3=-242kJ?mol-1
寫出1mol甲醇燃燒生成CO2和水蒸氣的熱化學方程式
 
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(3)為研究合成氣最合適的起始組成比,在1L容器中,分別在230℃、250℃和270℃下,改變CO和 H2的起始組成比(設起始時CO的物質的量為1mol ),結果如圖:
①230℃的實驗結果所對應的曲線是
 
(填字母).
②從圖中可以得出的結論是
 
.(寫一條)
③在270℃時,當CO的轉化率為50%時,計算反應CO(g)+2H2(g)?CH3OH (g)的平衡常數(shù)(寫出計算過程,保留2位小數(shù))
 
分析:(1)提高反應速率可增大濃度、壓強、溫度或加入催化劑;
(2)利用蓋斯定律計算反應熱;
(3)①正反應放熱,則升高溫度CO的轉化率降低;
②由圖可知,溫度越高,CO的轉化率越低,CO和 H2的起始組成比越小,CO的轉化率越大;
③計算出平衡時各物質的濃度,結合K=
c(CH3OH)
c(CO)?c2(H2)
計算.
解答:解:(1)提高反應速率可增大濃度、壓強、溫度或加入催化劑,則C、D正確,而移去部分CH3OH、減小壓強可減小反應速率,故答案為:CD;
(2))①根據(jù)反應①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g);△H1=-116kJ?mol-1,
②CO(g)+
1
2
O2(g)═CO2(g)△H2=-283kJ?mol-1,
③H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(g)△H3=-242kJ?mol-1
根據(jù)蓋斯定律:①-②-③×2得:CH3OH(g)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-651kJ?mol-1,
故答案是:CH3OH(g)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-651kJ?mol-1
(3)①根據(jù)該反應為放熱反應,溫度越高CO的轉化率越小,所以曲線X為230℃,故答案為:X;
②由圖可知,溫度越高,CO的轉化率越低,CO和 H2的起始組成比越小,CO的轉化率越大,故答案為:溫度越高,CO的轉化率越低或n(H2):n(CO)越低,CO的轉化率越大;
③由圖象可知當270℃、CO的轉化率為50%時,n(H2):n(CO)=1.5,則
             CO(g)+2H2(g)?CH3OH (g)
起始(mol/L) 1       1.5
轉化(mol/L) 0.5     1        0.5
平衡(mol/L) 0.5     0.5      0.5
K=
c(CH3OH)
c(CO)?c2(H2)
=
0.5
0.5×0.52
=4.00,
故答案為:4.00.
點評:本題考查化學平衡問題,側重于學生的分析和計算能力的考查,為高考常見題型和高頻考點,注意把握圖象曲線的變化趨勢,把握平衡常數(shù)的計算方法,難度中等.
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相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

甲醇是一種新型的汽車動力燃料,工業(yè)上可通過CO和H2化合制備甲醇,該反應的熱化學方程式為:CO(g)+2H2(g)
常溫
 CH3OH (g)△H1 (反應Ⅰ)該反應的原料CO和H2本身都可作為燃料提供動力,已知這兩種物質燃燒的熱化學方程式為:
CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H2=-283kJ?mol-1  (反應Ⅱ)
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H3=-242kJ?mol-1  (反應Ⅲ)
某些化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學鍵 C-C C-H H-H C-O C≡O H-O
鍵能/kJ?mol-1 348 413 436 358 1072 463
CO的結構為C≡O,請回答下列問題:
(1)反應Ⅰ的焓變△H1=
-116 kJ?mol-1
-116 kJ?mol-1

(2)CH3OH (g)燃燒生成CO2(g)和H2O(g)的熱化學方程式為:CH3OH(g)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H4該反應的焓變△H4=
-651 kJ?mol-1
-651 kJ?mol-1

(3)甲醇-空氣燃料電池(DMFC)是一種高效能、輕污染電動汽車的車載電池,該燃料電池的電池反應式為:CH3OH(l)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l).其工作原理示意圖如下:

①在圖的橫線上標出a、b、c、d四個出入口通入或排出的物質名稱(或化學式)
②負極的電極反應式為
CH3OH(l)+H2O(l)-6e-=CO2(g)+6H+
CH3OH(l)+H2O(l)-6e-=CO2(g)+6H+

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科目:高中化學 來源: 題型:

甲醇是一種新型的汽車動力燃料,工業(yè)上可通過CO和H2化合制備甲醇,該反應的熱化學方程式為:CO (g)+2H2(g)?CH3OH (g)△H1  (反應1)該反應的原料CO和H2本身都可作為燃料提供動力,已知下列物質燃燒的熱化學方程式為:
CO(g)+
1
2
 O2(g)═CO2(g)△H2=-283.0kJ/mol         (反應2)
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H3=-484kJ?mol-1        (反應3)
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H4=-571.6KJ?mol-1(反應4)
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H5=-890KJ?mol-1(反應5)
某些化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學鍵 C-C C-H H-H C-O C≡O(CO) H-O
鍵能/kJ?mol-1 348 413 436 358 1072 463
請回答下列問題:
(1)反應1的焓變△H1=
-116kJ/mol
-116kJ/mol

(2)寫出表示CH3OH (g)燃燒熱的熱化學方程式
CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-738.6KJ/mol
CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-738.6KJ/mol

(3)工業(yè)上制備甲醇反應體系中加入催化劑對反應熱是否有影響?
(填“是”或“否”),原因是
催化劑不能改變化學反應始態(tài)和終態(tài)的能量
催化劑不能改變化學反應始態(tài)和終態(tài)的能量

(4)如將CO2與H2以1:4的體積比混合,在適當?shù)臈l件下可制得CH4.寫出CO2(g)與H2(g)反應生成CH4(g)與液態(tài)水的熱化學方程式
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=-253.2KJ?mol-1
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=-253.2KJ?mol-1

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科目:高中化學 來源:2012屆廣東省連州市連州中學高三10月月考理科綜合化學試卷(帶解析) 題型:計算題

(16分)甲醇是新型的汽車動力燃料。工業(yè)上可通過H2和CO化合制備甲醇,該反應的熱化學方程式為:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)   
(1)已知:      
      
1 mol甲醇氣體完全燃燒生成CO和水蒸氣的熱化學方程式為                   。
(2)下列措施中有利于提高2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)反應速率的是        (雙選)。

A.分離出CH3OHB.升高溫度C.減小壓強D.加入合適的催化劑
(3)(3)用H2和CO化合制備甲醇的反應中,若反應的容積為1L的恒容容器,分別在230℃、250℃和270℃下,改變H2和CO的起始組成比(起始時CO的物質的量固定為1mol)進行實驗,結果如下圖所示(圖中曲線上的點都為一定溫度下、一定組成下的平衡點):

①曲線X對應的溫度是             。
②從圖中可以得出的結論有                               (任寫一條)。
(4)若往反應的容積中加入1.5molH2和1.0molCO,在曲線Z對應溫度下反應達平衡。利用上述圖中a點對應的CO平衡轉化率,計算2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)。(寫出計算過程)

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科目:高中化學 來源:2011-2012學年廣東省連州市高三10月月考理科綜合化學試卷(解析版) 題型:計算題

(16分)甲醇是新型的汽車動力燃料。工業(yè)上可通過H2和CO化合制備甲醇,該反應的熱化學方程式為:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)   

(1)已知:      

      

 1 mol甲醇氣體完全燃燒生成CO和水蒸氣的熱化學方程式為                   

(2)下列措施中有利于提高2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)反應速率的是         (雙選)。

A.分離出CH3OH    B.升高溫度    C.減小壓強    D.加入合適的催化劑

(3)(3)用H2和CO化合制備甲醇的反應中,若反應的容積為1L的恒容容器,分別在230℃、250℃和270℃下,改變H2和CO的起始組成比(起始時CO的物質的量固定為1mol)進行實驗,結果如下圖所示(圖中曲線上的點都為一定溫度下、一定組成下的平衡點):

①曲線X對應的溫度是              。

②從圖中可以得出的結論有                                (任寫一條)。

(4)若往反應的容積中加入1.5molH2 和1.0molCO,在曲線Z對應溫度下反應達平衡。利用上述圖中a點對應的CO平衡轉化率,計算2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)。(寫出計算過程)

 

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