【題目】甲醇是重要的化工原料,又可作燃料。

I.工業(yè)上利用CO生產(chǎn)燃料甲醇。已知2H2(g)+CO(g) CH3OH(g),則:

1)在恒溫恒容的剛性容器中進行該反應(yīng),能說明達到平衡狀態(tài)的是____(選填字母序號)

a.混合氣體密度不再改變

b.混合氣體平均摩爾質(zhì)量不再改變

c.H2、CO、CH3OH的濃度之比為211

d.單位時間內(nèi)消耗1molCO的同時生成2molH2

2)在密閉容器中按物質(zhì)的量之比為2:1充入H2CO,測得平衡混合物中CH3OH的體積分數(shù)在不同壓強下隨溫度的變化情況如圖1所示。

①逆反應(yīng)速率:v(A)__v(B)(填“>”、“<”"=”)

C點時,H2的平衡轉(zhuǎn)化率為________________,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=____kPa2(用含p2的代數(shù)式表達,KP為用氣體平衡分壓代替氣體平衡濃度表示的平衡常數(shù),氣體分壓=氣體總壓×氣體的物質(zhì)的量分數(shù))

II.甲醇水蒸氣重整制氫(SRM)系統(tǒng)簡單,產(chǎn)物中H2含量高、CO含量低(CO會損壞燃料電池的交換膜),是電動汽車氫氧燃料電池的理想氫源。反應(yīng)如下:

反應(yīng)i()CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) H1=+49kJ·mol1

反應(yīng)ii()H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g) H2=+41kJ·mol1

溫度高于300°C則會同時發(fā)生反應(yīng)iiiCH3OH(g) CO(g)+2H2(g) H3

3)計算△H3=____________.

4)升溫將有利于提高CH3OH轉(zhuǎn)化率,但也存在一個明顯的缺點是____________。

5)催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率,但也存在著一種特性叫催化劑的選擇性。圖2為某催化劑條件下,CH3OH轉(zhuǎn)化率、CO生成率與溫度的變化關(guān)系。隨著溫度的升高,CO的實際反應(yīng)生成率與平衡狀態(tài)生成率相差越來越大的原因是催化劑對____________(反應(yīng)i”"反應(yīng)ii”)的選擇性低。

【答案】bd 75% +90kJmol-1 CO含量升高,破壞燃料電池的交換膜 反應(yīng)ii

【解析】

(1)可逆反應(yīng)到達平衡時,同種物質(zhì)的正逆速率相等且保持不變,各組分的濃度、含量保持不變,由此衍生的其它一些量不變,判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進行發(fā)生變化,該物理量由變化到不再變化說明到達平衡;

(2)①溫度相同時,p1曲線對應(yīng)的CH3OH的體積分數(shù)較高,則說明增大壓強平衡正移,故p1p2,且B點溫度高于A點溫度;

C點時,CH3OH的體積分數(shù)為50%

V(CH3OH)%=×100%=×100%=50%,解得x=0.75,轉(zhuǎn)化率α(H2)=×100%;平衡常數(shù)KP=,p(H2)=×p2p(CO)=×p2,p(CH3OH)=×p2;

(3)已知:反應(yīng)i()CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H1=+49kJmol-1
反應(yīng)ii()H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41kJmol-1
結(jié)合蓋斯定律:反應(yīng)i+反應(yīng)ii即可得反應(yīng)iii;

(4)根據(jù)CO含量升高會損壞燃料電池的交換膜分析;

(5)催化劑的選擇性分析判斷,隨著溫度的升高一氧化碳生產(chǎn)率低。

(1)a.該反應(yīng)氣體質(zhì)量與體積不變,則氣體密度為定值,混合氣體密度不再改變不能說明達到平衡狀態(tài),故a錯誤;

b.該反應(yīng)氣體質(zhì)量不變,氣體物質(zhì)的量改變,則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為變化值,混合氣體平均摩爾質(zhì)量不再改變可以說明達到平衡狀態(tài),故b正確;

cH2、COCH3OH的濃度之比為2:1:1不能說明達到平衡狀態(tài),故c錯誤;

d.單位時間內(nèi)消耗1molCO的同時生成2molH2可以說明達到平衡狀態(tài),故d正確;

故答案為:bd;

(2)①溫度相同時,p1曲線對應(yīng)的CH3OH的體積分數(shù)較高,則說明增大壓強平衡正移,故p1p2,結(jié)合B點溫度高于A點溫度,則v(A)v(B)

C點時,CH3OH的體積分數(shù)為50%,

V(CH3OH)%=×100%=×100%=50%,解得x=0.75mol,轉(zhuǎn)化率α(H2)= =×100%=75%;平衡常數(shù)KP=, p(H2)=×p2,p(CO)=×p2p(CH3OH)=×p2 ,KP==;

(3)已知:反應(yīng)i()CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H1=+49kJmol1

反應(yīng)ii()H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41kJmol1

結(jié)合蓋斯定律:反應(yīng)i+反應(yīng)ii即可得反應(yīng)iii:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)△H3=(+49+41)kJ/mol=+90kJ/mol

(4)升溫有利于平衡正移,提高CH3OH轉(zhuǎn)化率,但CO含量升高會損壞燃料電池的交換膜;

(5)催化劑的選擇性分析判斷,隨著溫度的升高一氧化碳生產(chǎn)率低,說明催化劑對反應(yīng)ii的選擇性差。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(NH4)2Cr2O7可用作有機合成催化劑、媒染劑 、顯影液等。 某化學(xué)興趣小組對(NH4)2Cr2O7 的部分性質(zhì)及組成進行探究 。已知 Cr2O72-(橙色)+H2O22 CrO42- (黃色)+2H+。 請回答下列問題

(1)向盛有少量(NH4)2Cr2O7 固體的試管中.滴加足量濃KOH溶液.振蕩、微熱 ,觀察到的實驗現(xiàn)象有_______________ 。

(2) 為探究(NH4)2Cr2O7 (摩爾質(zhì)量為 252g/mol)的分解產(chǎn)物 .按下圖連接好裝置,在A中加入5.040 g 樣品進行實驗 。

①儀器C的名稱是____________ 。

②連接好裝置后需進行的必要橾作是 ________,點燃酒精燈之前需進行的必要橾作是

___________________________

③反應(yīng)結(jié)束后.依然要通一段時間氮氣的原因是 ____________________

④加熱A至恒重,觀察到D中溶液不變色,同時測得A中殘留物為 Cr2O3 B中質(zhì)量變化為1.44g. 寫出( NH4)2Cr2O7加熱分解的化學(xué)方程式:____________。

(3)實驗室常用甲醛法測定含( NH4)2Cr2O7 的樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)(雜質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)),其反應(yīng)原理為2Ba2++ Cr2O72-+H2O=2BaCrO4+2H+、4NH4++6HCHO=3H++6H2O +(CH2)6N4H+[ 滴定時 l mol(CH2)6N4H+ l mol H+ 相當].然后用 NaOH標準溶液滴定 反應(yīng)生成的酸。

實驗步驟:稱取品8.400g. 配成500mL溶液,移取25.00mL, 樣品溶液于250mL錐形瓶中.用氯化鋇溶液使Cr2O72- 完全沉淀后加入15.00mL2 0.00molL-1的中性甲醛溶液,搖 勻、靜置5min 后,加入1- 2 滴酚酞試液 ,用0 .2000molL-1 NaOH標準溶液滴定至終點。重復(fù)上述操作 3次,最終滴定用去NaOH 標準溶液體積的平均值為 30.00mL。

①若滴定終點時,仰視讀數(shù)。則測定結(jié)果 ____( “偏大”“偏小”或“無影響 )。

②樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)為 _____________ 。

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【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組為研究水垢的生成,查得CaCO3Mg(OH)2溶解度曲線如圖所示。已知:40°C時,Ksp(MgCO3)=7×10-6,下列有關(guān)分析錯誤的是(

A.CaCO3Mg(OH)2溶解均放熱

B.MgCl2溶液中加入少量CaCO3粉末加熱攪拌,有Mg(OH)2生成

C.含有Ca(HCO3)2Mg(HCO3)2的自來水長時間加熱,水垢的主要成分為CaCO3MgCO3

D.40℃時,Ksp(CaCO3)=1.6×10-7

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Al2O3樣品中含有一定量的Cu、Fe、Fe2O3雜質(zhì),F(xiàn)通過下列生產(chǎn)過程,從該樣品中回收鐵紅。流程如下:

1操作a________,在實驗室進行該操作需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗和_______

2試劑①是_______,固體II_________填化學(xué)式)。

3紅褐色沉淀的成分是_________;寫出白色沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀的化學(xué)方程式:______________。

4溶液II中鐵元素的存在形式是_______填離子符號,如何用實驗證明:__________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下圖是中學(xué)化學(xué)中常用于混合物的分離和提純的裝置,請根據(jù)裝置回答問題:

Ⅰ.(1)從碘水中分離出I2,選擇裝置_______,該分離方法的名稱為_________。

(2)寫出上圖中儀器①的名稱___________________ ;

(3)冷凝管中冷卻水的方向為________________________ 。

Ⅱ.實驗室要配制2mol/L稀硫酸240mL。

(1)量取18.4mol/L的濃硫酸時,用下面那種規(guī)格的量筒___(填序號)

10mL50mL100mL500mL

(2)配制該稀硫酸時使用的儀器除量筒、燒杯外,還必須用到的儀器有玻璃棒、膠頭滴管、________。

(3)在配制過程中,如果出現(xiàn)下列情況,將對所配溶液的物質(zhì)的量濃度有何影響?(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)

①用量筒量取濃硫酸時,仰視量筒進行讀數(shù)________;

②定容時,液面超過刻度線后用膠頭滴管吸至液面處______;

Ⅲ.200mL 5mol/L NaOH溶液中,取出20mL溶液,其溶質(zhì)的質(zhì)量是___________;將取出的溶液稀釋至100mL,其溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是_____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是(  )

A. 鋁粉投入NaOH溶液中:2Al+2OH===2AlO2-+H2

B. Na與CuSO4溶液反應(yīng):Cu2++2Na===2Na+Cu

C. 向AlCl3溶液中加入足量的氨水:Al3++3OH===Al(OH)3

D. Ba(OH)2溶液與稀硫酸反應(yīng):Ba2++2OH+2H+SO42-===BaSO4↓+2H2O

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【題目】下列分子或離子中,VSEPR(價層電子對互斥理論)模型名稱與分子或離子的空間構(gòu)型名稱不一致的是

A.CO2B.CO32-C.H2OD.CC14

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【題目】今有如下3個熱化學(xué)方程式:H2(g)+O2(g)= H2O(g)H=a kJ/molH2(g)+ O2(g)= H2O(l)H=b kJ/mol,2H2(g) + O2(g)= 2H2O(l)H=c kJ/mol,關(guān)于它們的下列表述正確的是:

A.它們都是吸熱反應(yīng)B.ab、c均為正值C.a=bD.c=2b

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】用酸性氫氧燃料電池電解苦鹵水(Cl、BrNaMg2)的裝置如下圖所示(a、b為石墨電極).下列說法中,正確的是

A. 電池工作時,正極反應(yīng)式為: O22H2O4e===4OH

B. 電解時,a電極周圍首先放電的是Br而不是Cl,說明當其他條件相同時前者的還原性強于后者

C. 電解時,電子流動路徑是:負極外電路陰極溶液陽極正極

D. 忽略能量損耗,當電池中消耗0.02 g H2時,b極周圍會產(chǎn)生0.04 g H2

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同步練習(xí)冊答案