【題目】研究減少CO2排放是一項(xiàng)重要課題。CO2經(jīng)催化加氫可以生成低碳有機(jī)物,主要有以下反應(yīng):

反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g) H1=-49.6kJ/mol

反應(yīng)Ⅱ:CH3OCH3(g)H2O(g) 2CH3OH(g) H2=+23.4kJ/mol

反應(yīng)Ⅲ:2CO2(g)6H2(g) CH3OCH3(g)3H2O(g) H3

(1)H3__________kJ/mol。

(2)恒溫恒容條件下,在密閉容器中通入等物質(zhì)的量的CO2H2,發(fā)生反應(yīng)Ⅰ。下列描述能說明反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____________(填序號).

A.反應(yīng)體系總壓強(qiáng)保持不變

B.容器內(nèi)的混合氣體的密度保持不變

C.水分子中斷裂2NA個(gè)HO鍵,同時(shí)氫分子中斷裂3NA個(gè)HH

D.CH3OHH2O的濃度之比保持不變

(3)反應(yīng)Ⅱ在某溫度下的平衡常數(shù)為0.25,此溫度下,在密閉容器中加入等物質(zhì)的量的CH3OCH3(g)H2O(g),反應(yīng)到某時(shí)刻測得各組分濃度如下:

此時(shí),v_________v (“>”、“<””),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),混合氣體中CH3OH體積分?jǐn)?shù)(CH3OH)%_________%。

(4)反應(yīng)III在不同溫度、不同投料比時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。T1溫度下,將6 mol CO212 mol H2充入2L的密閉容器中,5 min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),則05min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OCH3)=________;平衡常數(shù)K=_____(保留小數(shù)點(diǎn)后一位);KA、KB、KC三者之間的由大到小關(guān)系為______。

(5)恒壓下將CO2H2按體積比13混合,在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅲ,在相同的時(shí)間段內(nèi)CH3OH的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如下圖。其中:CH3OH的選擇性=×100

①溫度高于230°C,CH3OH產(chǎn)率隨溫度升高而下降的原因是_______________。(答一條即可)

②在上述條件下合成甲醇的工業(yè)條件是___________________

A.210°C B.230°C C.催化劑CZT D.催化劑CZ(Zr1)T

【答案】122.6 AC 20 0.18mol·L1·min1 263.7 KAKCKB 反應(yīng)I的△H0,溫度升高,平衡逆向移動,使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率下降; BD

【解析】

1)根據(jù)蓋斯定律可知,反應(yīng)Ⅰ×2-反應(yīng)ⅠⅠ=反應(yīng)ⅠⅠⅠ,故△H3=[(-49.6)×2-23.4] kJ/mol=-122.6 kJ/mol,

故答案為:-122.6;

2)反應(yīng)正向?yàn)闅怏w體積減小的放熱反應(yīng),

A、恒溫恒容條件下,氣體物質(zhì)的量之比等于其壓強(qiáng)之比,該反應(yīng)正向氣體物質(zhì)的量減小,當(dāng)容器內(nèi)總壓不變時(shí),氣體物質(zhì)的量不變,可說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故A符合題意;

B、該反應(yīng)為全氣體反應(yīng),反應(yīng)過程中氣體質(zhì)量不變,反應(yīng)是在恒容容器中進(jìn)行,故氣體密度始終不變,則不能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),故B不符合題意;

C、水分子中斷裂2NA個(gè)HO鍵,即消耗1mol水,同時(shí)氫分子中斷裂3NA個(gè)HH鍵,即消耗3mol氫氣,反應(yīng)方向不同,物質(zhì)消耗之比等于其計(jì)量數(shù)之比,說明正逆反應(yīng)速率相等,故可說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故C符合題意;

D、CH3OHH2O均為生成物,二者系數(shù)均為1,起始濃度均為0,故任意時(shí)刻二者的濃度之比均不變,故無法說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),

故答案為AC;

3)該時(shí)刻的濃度熵Qc===<0.25,故該反應(yīng)正向進(jìn)行,故v>v;設(shè)從該時(shí)刻至平衡時(shí),H2O(g)轉(zhuǎn)化濃度為xmol/L,則

CH3OCH3(g)H2O(g)2CH3OH(g)

起始(mol/L) 1.8 1.8 0.4

轉(zhuǎn)化(mol/L) x x 2x

平衡(mol/L) 1.8-x 1.8-x 0.4+2x

=0.25可解得x=0.2,n=4mol,混合氣體中CH3OH體積分?jǐn)?shù)(CH3OH)%×100%=20%

故答案為:>;20;

4)由圖象可知,在T1溫度下,=2時(shí),CO2平衡轉(zhuǎn)化率為60%,在5min后反應(yīng)處于平衡狀態(tài),故05min內(nèi)==1.8mol/L,則=0.9mol/L,故05min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OCH3)=== 0.18mol·L1·min1;根據(jù)轉(zhuǎn)化量之比等于其其系數(shù)之比可知,平衡時(shí),c(CO2)=1.2mol/Lc(H2)=0.6mol/L、c(CH3OCH3)=0.9mol/L、c(H2O)=2.7mol/L,則K===263.7;相同投料比下達(dá)到平衡時(shí),CO2平衡轉(zhuǎn)化率T1>T2,故T1溫度下的平衡常數(shù)大于T2溫度下平衡常數(shù),根據(jù)溫度不變,平衡常數(shù)不變可知,KAKCKB,

故答案為:0.18mol·L1·min1;263.7;KAKCKB;

5由圖象可知,在230℃之前,反應(yīng)還未達(dá)到平衡狀態(tài),在230℃之后,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),而反應(yīng)I正向?yàn)榉艧岱磻?yīng),升高溫度,平衡逆向移動,使CH3OH產(chǎn)率下降,

故答案為:反應(yīng)I△H0,溫度升高,平衡逆向移動,使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率下降;

由圖象可知,合成甲醇最佳條件為230℃下,在230℃CZT催化劑對甲醇的選擇性低于CZ(Zr-1)T催化劑,由此可知,最佳催化劑為CZ(Zr-1)T催化劑,

故答案為:BD。

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】欲測定含少量氯化鈉的小蘇打固態(tài)樣品中NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可采用以下四種方法。

方法一:

方法二:

方法四:不使用化學(xué)試劑,使用實(shí)驗(yàn)室常用儀器。

1)方法一:加入足量的試劑A___(填寫A的化學(xué)式)可將HCO3-離子轉(zhuǎn)化為沉淀并稱重。操作12、34的名稱依次是溶解、___、洗滌和干燥;

2)方法二:在操作1中所用到的玻璃儀器中,除了燒杯、玻璃棒外,還需要的用到的是___,在操作2中應(yīng)選擇甲基橙指示劑;

3)在方法二中計(jì)算該樣品中NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___[用流程圖中的數(shù)據(jù)m、VHCl填寫有關(guān)的表達(dá)式];

4)在方法三中:根據(jù)所用的實(shí)驗(yàn)裝置,除了稱量試樣質(zhì)量外,還需測定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是___;

5)仔細(xì)分析方法三中的實(shí)驗(yàn)裝置,若由此測得的數(shù)據(jù)來計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果,則有可能偏高也有可能偏低,偏高的原因可能是___,偏低的原因可能是___(均文字簡述);

6)方法四的實(shí)驗(yàn)原理是:___(用化學(xué)方程式表示)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某科研小組研究采用BMED 膜堆(示意圖如右),模擬精制濃海水為原料直接制備酸堿。BMED膜堆包括陽離子交換膜、陰離子交換膜和雙極膜(A、D)。已知: 在直流電源的作用下,雙極膜內(nèi)中間界面層發(fā)生水的解離,生成H+和OH-。下列說法錯(cuò)誤的是( )

A. 電極a連接電源的正極 B. B為陽離子交換膜

C. 電解質(zhì)溶液采用Na2SO4溶液可避免有害氣體的產(chǎn)生 D. Ⅱ排出的是淡水

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出熱量143kJ,18g水蒸氣變成液態(tài)水放出44kJ的熱量。其他相關(guān)數(shù)據(jù)如表:

O=O

H—H

H—O(g)

鍵能/(kJ·mol-1)

496

436

x

則表中x

A.920B.557C.463D.188

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】用如圖所示裝置(熔融CaF2-CaO作電解質(zhì))獲得金屬鈣,并用鈣還原TiO2制備金屬鈦。下列說法正確的是

A. 電解過程中,Ca2+向陽極移動

B. 陽極的電極反應(yīng)式為: C+2O2--4e-=CO2

C. 在制備金屬鈦前后,整套裝置中CaO的總量減少

D. 若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源,“+”接線柱連接的是Pb電極

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】著名導(dǎo)演陳曉卿執(zhí)導(dǎo)的紀(jì)錄片《風(fēng)味人間》中第一集中介紹了一種川西地區(qū)的民間美食-灰水煮筍,這里的灰水即指加了草木灰的水。草木灰中富含K2CO3(還有少量的KClK2SO4),某興趣小組打算從灰水中提取KCl,請你幫他們完成以下工作。

(1)檢驗(yàn)灰水溶液中的SO42______________________________________________________________________。

(2)檢驗(yàn)灰水溶液中的CO32

小組內(nèi)有同學(xué)認(rèn)為,往上層澄清溶液中滴入Ca(OH)2溶液觀察白色沉淀產(chǎn)生即可證明其中含有CO32。你認(rèn)為此方案是否正確?__________(填正確錯(cuò)誤),理由是__________________________________________________________

小組內(nèi)另一同學(xué)認(rèn)為,應(yīng)往澄清溶液中加入過量稀鹽酸,通過______的現(xiàn)象判斷CO32-的存在。寫出加入過量鹽酸反應(yīng)的離子方程式__________________________

(3)經(jīng)過充分討論后,小組內(nèi)同學(xué)共同設(shè)計(jì)出了下面的分離提純路線:

①“混合物1”經(jīng)過一系列操作最終得到KCl固體,下列操作順序合理的是______。

a、加入過量K2CO3溶液 B、加入過量稀鹽酸 C、過濾 D、蒸發(fā)結(jié)晶

A、a→b→c→d B、a→c→b→d

C、b→c→a→d D、c→a→b→d

實(shí)驗(yàn)室中,蒸發(fā)結(jié)晶操作應(yīng)在___________(填儀器名稱)中進(jìn)行。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)如圖為實(shí)驗(yàn)室某濃鹽酸試劑瓶標(biāo)簽上的有關(guān)數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算該濃鹽酸中HCl的物質(zhì)的量濃度為____________。

(2)取用任意體積的該鹽酸溶液時(shí),下列物理量中不隨所取體積的多少而變化的是______

A.溶液中HCl的物質(zhì)的量 B.溶液的濃度

C.溶液中Cl-的數(shù)目 D.溶液的密度

(3)某學(xué)生欲用上述濃鹽酸和蒸餾水配制480mL物質(zhì)的量濃度為0.400mol/L的稀鹽酸。

該學(xué)生需要量取______mL上述濃鹽酸進(jìn)行配制,確定溶液體積的容器是________(填名稱)。

在配制過程中,下列實(shí)驗(yàn)操作對所配制的稀鹽酸的物質(zhì)的量濃度有何影響?(在括號內(nèi)填偏大、偏小無影響)。

a.實(shí)驗(yàn)前,容量瓶中有少量蒸餾水.___________。

b.用量筒量取濃鹽酸時(shí)俯視觀察凹液面.__________

c.定容后經(jīng)振蕩、搖勻、靜置,發(fā)現(xiàn)液面下降,再加適量的蒸餾水.__________

(4)①假設(shè)該同學(xué)成功配制了0.400mol/L的鹽酸,他又用該鹽酸中和含0.4gNaOHNaOH溶液,則該同學(xué)需取______mL鹽酸.

假設(shè)該同學(xué)用新配制的鹽酸中和含0.4gNaOH的溶液,發(fā)現(xiàn)比中所求體積偏小,則可能的原因是________________

A.濃鹽酸揮發(fā),濃度不足 B.配制溶液時(shí),未洗滌燒杯

C.配制溶液時(shí),俯視容量瓶刻度線 D.加水時(shí)超過刻度線,用膠頭滴管吸出

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】A、B、CD四種元素,它們原子的核電荷數(shù)均小于18,且依次遞增。A原子核內(nèi)僅有1個(gè)質(zhì)子,B原子的電子總數(shù)與D原子的最外層電子數(shù)相等,A原子與B原子的最外層電子數(shù)之和與C原子的最外層電子數(shù)相等,D原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍。

1)請寫出這四種元素元素名稱:A_____;B_____;C_____;D_____

2AC形成常見化合物的化學(xué)式是_____,該化合物的水溶液呈_____性。

3BD形成的化合物能溶于水,且與水反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下,用0.1 mol·L-1的鹽酸滴定20 mL0.1 mol·L-1的氨水,滴定曲線如圖所示,下列說法正確的是(

A.a點(diǎn)溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)

B.滴定過程中,當(dāng)溶液pH=7時(shí),二者恰好中和

C.用酚酞作指示劑比用甲基橙作指示劑滴定誤差更小

D.當(dāng)?shù)稳臌}酸為30mL時(shí),溶液中:c(H+)+c(NH4+)<c(OH-)+c(Cl-)

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