【題目】甲醇是一種新型燃料,甲醇燃料電池即將從實驗室走向工業(yè)化生產。工業(yè)上一般以COH2為原料合成甲醇,該反應的熱化學方程式為: CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) △H1=-116 kJ·mol-1

(1)已知: H2=-283 kJ·mol1

H3=-242 kJ·mol1

則表示1mol氣態(tài)甲醇完全燃燒生成CO 2和水蒸氣時的熱化學方程式為

_______________________________________________;

(2)在容積為1L的恒容容器中,分別研究在230℃、250℃、 270℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律。右圖是上述三種溫度下不同的H2CO的起始組成比(起始時CO的物質的量均為1mol)與CO平衡轉化率的關系。請回答

在上述三種溫度中,曲線Z對應的溫度是__________

利用圖中a點對應的數(shù)據(jù),計算出曲線Z在對應溫度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常數(shù)K=_____________________。

(3)在某溫度下,將一定量的COH2投入10L的密閉容器中,5min時達到平衡,各物質的物質的濃度(molL-1)變化如下表所示:

0min

5min

10min

CO

0.1

0.05

H2

0.2

0.2

CH3OH

0

0.04

0.05

5min~10min只改變了某一條件,所改變的條件是_________________________;且該條件所改變的量是_______________

【答案】CH3OH(g)+3/2O2(g)== CO2(g)+ 2H2O(g) H=-651kJ·mol-1270℃4 L2 /mol2增大H2的濃度增大了0.1 molL-1

【解析】

(1) CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) H1=-116 kJ·mol1②已知: H2=-283 kJ·mol1 H3=-242 kJ·mol1,根據(jù)蓋斯定律分析,將方程式進行計算,公式為--+×2-①即可得熱化學方程式為:

CH3OH(g)+3/2O2(g)== CO2(g)+ 2H2O(g) H=-283-242×2+116=-651kJ·mol-1 ;

(2)根據(jù)反應CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) H1=-116 kJ·mol1分析,該反應為放熱反應,溫度越高,轉化率越低,所以曲線Z對應的溫度是 270;

(3) CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) ,該反應的平衡常數(shù)K= ,a點時,一氧化碳的轉化率為50%,反應消耗了1mol一氧化碳,消耗2mol氫氣,剩余1mol一氧化碳,氫氣的物質的量為3-2=1mol,生成1mol甲醇,a點各組分的濃度是甲醇的濃度為1/2=0.5mol/L,一氧化碳的物質的量濃度為1/2=0.5,mol/L,氫氣的物質的量濃度為1/2=0.5mol/L,則平衡常數(shù)為= = 4 L2 /mol2

(4)反應達到平衡時,根據(jù)反應方程式可知各物質的物質的量的關系,一氧化碳的濃度為0.1-0.04=0.06mol/L,氫氣的濃度為0.2-0.08=0.12mol/L,10分鐘時一氧化碳的濃度減小,氫氣的濃度增大,甲醇的濃度增大,則平衡向正反應方向移動,但氫氣的濃度增大,說明改變的物理量為增大H2的濃度,氫氣的濃度增大了0.2-0.12+0.02= 0.1 molL-1。

練習冊系列答案
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【題目】某銅礦石的主要成分是Cu2O,還含有少量的Al2O3、Fe2O3SiO2。某工廠利用此礦石煉制精銅的工藝流程如圖所示(已知:Cu2O2H===CuCu2H2O)

(1)濾液A中鐵元素的存在形式為________________(填離子符號),生成該離子的離子方程式為____________________________,檢驗濾液A中存在該離子的試劑為__________________。

(2)溶液G與固體混合物B反應的離子方程式為__________________________________________________。

(3)Na2CO3溶液滴入到一定量的CuCl2溶液中,得到氯化鈉、二氧化碳和一種綠色的不溶于水的鹽(不含結晶水),該鹽受熱分解產生三種氧化物,則該鹽的化學式是____________。

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【題目】在“綠色化學工藝”中,理想狀態(tài)是反應物中的原子全部轉化為欲制得的產物,即原子利用率為100%。下列反應類型能體現(xiàn)“原子經濟”原則的是(  )

①置換反應、诨戏磻、鄯纸夥磻、苋〈磻

⑤加成反應、迯头纸夥磻、呒泳鄯磻

A. ①②⑤ B. ②⑤⑦ C. ⑥⑦ D. 只有⑦

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【題目】CaCO3與稀鹽酸反應(放熱反應)生成CO2的量與反應時間的關系如圖所示。下列結論不正確的是

A.反應開始2分鐘內平均反應速率最大

B.反應4分鐘后平均反應速率最小

C.反應開始4分鐘內溫度對反應速率的影響比濃度大

D.反應4分鐘后反應速率下降的原因是鹽酸濃度逐漸減小

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A.CH3CH3B.CH3CHCl2C.CH3CH2OHD.CH3CH2Br

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反應I CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH1

反應 CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH2

反應 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3

其對應的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,其中K2、K3隨溫度變化如下表所示:

125℃

225℃

325℃

K2

05535

1858

9939.5

K3

1577

137.5

28.14

請回答:

(1)反應能夠自發(fā)進行的條件_______(填低溫”、“高溫任何溫度”),ΔH1____ΔH3(填“>”、“<”“=”)。

(2)相同條件下,甲醇水蒸氣重整制氫較甲醇直接分解制氫(反應)的先進之處在于___________________________________________________________________。

(3)在常壓、Cat.1催化下,CH3OHH2O混和氣體(體積比1∶1.2,總物質的量2.2mol)進行反應,tl時刻測得CH3OH轉化率及CO、CO2選擇性隨溫度變化情況分別如圖所示(CO、CO2的選擇性:轉化的CH3OH中生成CO、CO2的百分比)。

注:曲線a表示CH3OH的轉化率,曲線b表示CO的選擇性,曲線c表示CO2的選擇性

下列說法不正確的是__________。

A.反應適宜溫度為300℃

B.工業(yè)生產通常在負壓條件下進行甲醇水蒸氣重整

C.己知Cat.2催化劑具有更高催化活性,可提高甲醇平衡轉化率

D.添加CaO的復合催化劑可提高氫氣產率

② 260℃H2物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。畫出300℃時至t1時刻H2物質的量隨時間的變化曲線。________________

(4)副產物CO2可以在酸性水溶液中電解生成甲酸,生成甲酸的電極反應式是___________。

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【題目】短周期主族元素XY、Z、Q、R的原子序數(shù)依次增大,其中X的單質是密度最小的氣體,Z是同周期中原子半徑最大的元素,YQ同主族,且Q的原子序數(shù)是Y的兩倍;卮鹣铝袉栴}:

(1)Z的原子結構示意圖為__________,R在元素周期表中的位置是______________。

(2)Z的最高價氧化物對應水化物所含化學鍵類型是_______________Q、R的最高價氧化物對應的水化物酸性較強的是__________(填化學式)。

(3)XY可以形成一種液態(tài)化合物T,T分子含18個電子,則其電子式為_______。將Q的低價氧化物通入T可以生成一種強酸,反應的化學方程式為___________________。

(4)氮元素的一種氫化物M,M分子含18個電子,用惰性電極,M、氧氣和Z的最高價氧化物對應水化物的溶液設計一個燃料電池,則M發(fā)生的電極反應式為______________________。

(5)2 L密閉容器中分別充入4 mol A氣體和6 mol B氣體,在一定條件下發(fā)生反應:4A(g)5B(g)4C(g)xD(g),5min后達到平衡狀態(tài),經測定B的轉化率為75%D的濃度為2.7 mol·L1。則x_______;A在平衡混合物中的體積分數(shù)為________;從反應開始至平衡時,以C的濃度變化表示該反應的平均速率v(C)_____________。

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【題目】根據(jù)題意完成下列問題:

(1)工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應制取氫氣:

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) H=-41 kJ/mol

已知:2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) ΔH=-484 kJ/mol,寫出CO完全燃燒生成CO2的熱化學方程式:_______________________________________

(2)隨著大氣污染的日趨嚴重,節(jié)能減排,減少全球溫室氣體排放,研究NO xSO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。用活性炭還原法處理氮氧化物,有關反應為:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。某研究小組向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO,恒溫(T1)條件下反應,反應進行到不同時間測得各物質的濃度如下:

濃度/mol·L1

時間/min

NO

N2

CO2

0

0.100

0

0

10

0.058

0.021

0.021

20

0.040

0.030

0.030

30

0.040

0.030

0.030

40

0.032

0.034

0.017

50

0.032

0.034

0.017

①則從反應開始到20min時,以NO表示的平均反應速率= ________,該溫度下該反應的平衡常數(shù)K=____(保留兩位小數(shù))

30min后,改變某一條件,反應重新達到平衡,則改變的條件可能是_____(寫一條即可)。

③下列描述中能說明上述反應已達平衡的是__________;

A、容器內氣體的平均摩爾質量保持不變

B、2v(NO)=v(N2)

C、容器中氣體的壓強保持不變

D、單位時間內生成nmolCO2的同時生成2nmolNO

(3)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常溫下將SO2轉化為SO42, 而實現(xiàn)SO2的處理(總反應為2SO2+O2+2H2O=2H2SO4)。已知,含SO2的廢氣通入含Fe2+、Fe3+的溶液時,其中一個反應的離子方程式為4Fe2+ + O2+ 4H+ =4Fe3+ + 2H2O,則另一反應的離子方程式為_______________

(4)有學者想以如圖所示裝置用原電池原理將SO2轉化為重要的化工原料。

ASO2,BO2,CH2SO4,則負極反應式為_______________________________,電池總反應式為________________________。

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【題目】某種氣體的摩爾質量為M g·mol-1,將標況下的該氣體V L溶解在1000 g水中,該氣體不與水反應,所得溶液密度為ρ g·cm-3,則所得溶液中溶質的物質的量濃度為 ( )mol·L-1

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