甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景。
(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:
反應(yīng)Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
①上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅰ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。
溫度
250 ℃
300 ℃
350 ℃
K
2.041
0.270
0.012
 
由表中數(shù)據(jù)判斷,ΔH1______0(填“>”、“=”或“<”)。
③某溫度下,將2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測(cè)得c(CO)=0.2 mol·L-1,則CO的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______,此時(shí)的溫度為_(kāi)_______(從上表中選擇)。
(2)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)    ΔH1=-1 275.6 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)    ΔH2=-566.0 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44.0 kJ·mol-1
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:
__________________________________________________________。
(1)①Ⅰ、冢肌、80% 250 ℃
(2)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)   ΔH=-442.8 kJ·mol-1
(1)①反應(yīng)Ⅰ的產(chǎn)物只有甲醇,而反應(yīng)Ⅱ的產(chǎn)物有兩種,故反應(yīng)Ⅰ符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則;②觀察圖表數(shù)據(jù)可得,升溫時(shí),K值變小,說(shuō)明該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),即ΔH1<0;③CO的轉(zhuǎn)化率為(2 mol-0.2 mol·L-1×2 L)/2 mol×100%=80%;此時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)為K= ≈2.041,故此時(shí)的溫度為250 ℃。(2)將三個(gè)熱化學(xué)方程式進(jìn)行變形:[①+(-②)+4×③]× ,可得甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式,即CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH=[ΔH1+(-ΔH2)+4ΔH3=-442.8 kJ·mol-1。
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:不詳 題型:單選題

已知膽礬溶于水時(shí)溶液溫度降低,室溫下將1mol無(wú)水硫酸銅制成溶液時(shí)放出熱量為Q1 kJ,又知膽礬分解的熱化學(xué)方程式為:CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH=+Q2 mol·L則Q1和Q2的關(guān)系為(  )
A.Q1<Q2B.Q1>Q2C.Q1=Q2D.無(wú)法確定

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

當(dāng)前環(huán)境問(wèn)題是一個(gè)全球重視的問(wèn)題,引起環(huán)境問(wèn)題的氣體常見(jiàn)的有溫室氣體CO2
污染性氣體NOx、SOx等。如果對(duì)這些氣體加以利用就可以成為重要的能源,既解決了對(duì)環(huán)境的污染,又解決了部分能源危機(jī)問(wèn)題。
(1)二氧化碳是地球溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn),目前人們處理二氧化碳的方法之一是使其與氫氣反應(yīng)合成甲醇,甲醇是汽車燃料電池的重要燃料。CO2與H2反應(yīng)制備CH3OH和H2O的化學(xué)方程式為                                                                  
(2)在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)硫。
已知:
①C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②CO2(g)+C(s)=2CO(g)ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
③S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH3=-296.0 kJ·mol-1
請(qǐng)寫出CO與SO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                                      。
(3)硝酸廠常用催化還原方法處理尾氣。CH4在催化條件下可以將NO2還原為N2。
已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-889.6 kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.7 kJ·mol-1
則CH4還原NO2生成水蒸氣和氮?dú)獾臒峄瘜W(xué)方程式是                                 。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

氫氣、甲醇是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料,可制作燃料電池。
(1)已知:①=mol
=mol 
=mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式                      。
(2)生產(chǎn)甲醇的原料CO和H2來(lái)源于下列反應(yīng):

①一定條件下的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖a。則          (填“<”、“>”或“=",下同);A、B、C三點(diǎn)處對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)()的大小關(guān)系為          

②100℃時(shí),將1 mol 和2 mol 通入容積為1L的定容密閉容器中發(fā)生反應(yīng),能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是            (填序號(hào))。
a.容器的壓強(qiáng)恒定
b.單位時(shí)間內(nèi)消耗0.1 mol CH4同時(shí)生成0.3 molH2
c.容器內(nèi)氣體密度恒定
d.
如果達(dá)到平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為0.5,則100℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=           
(3)某實(shí)驗(yàn)小組利用CO(g)、、KOH(aq)設(shè)計(jì)成如圖b所示的電池裝置,則該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為            。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

對(duì)含氮物質(zhì)的研究和利用有著極為重要的意義。
(1)N2、O2和H2相互之間可以發(fā)生化合反應(yīng),已知反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
N2(g)+O2(g)=2NO(g)     H=+180.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   H =-483.6 kJ·mol-1;
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)   H =-92.4 kJ·mol-1。
則氨的催化氧化反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為                。
(2)汽車尾氣凈化的一個(gè)反應(yīng)原理為:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)  H<0。
一定溫度下,將2.8mol NO、2.4mol CO通入固定容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)過(guò)程中部分物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示。

①NO的平衡轉(zhuǎn)化率為   ,0~20min平均反應(yīng)速率v(NO)為             。25min時(shí),若保持反應(yīng)溫度不變,再向容器中充入CO、N2各0.8 mol,則化學(xué)平衡將         移動(dòng)(填“向左”、“向右”或“不”)。
②若只改變某一反應(yīng)條件X,反應(yīng)由原平衡I達(dá)到新平衡II,變量Y的變化趨勢(shì)如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是      (填字母代號(hào))。

催化劑

 

(3)某化學(xué)小組擬設(shè)計(jì)以N2和H2為電極反應(yīng)物,以HCl—NH4Cl為電解質(zhì)溶液制成燃料電池,則該電池的正極反應(yīng)式為                 。假設(shè)電解質(zhì)溶液的體積不變,下列說(shuō)法正確的是         (填字母代號(hào))。
a.放電過(guò)程中,電解質(zhì)溶液的pH保持不變
b.溶液中的NH4Cl濃度增大,但Cl-離子濃度不變
c.每轉(zhuǎn)移6.021023個(gè)電子,則有標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L電極反應(yīng)物被氧化
d.為保持放電效果,電池使用一段時(shí)間需更換電解質(zhì)溶液

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

煤制備CH4是一種有發(fā)展前景的新技術(shù)。
I. 煤炭氣化并制備CH4包括以下反應(yīng):
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g)    ΔH 1 = +131 kJ/mol 
CO(g) + H2O(g)=CO2 (g)+ H2(g)     ΔH 2 = ?41 kJ/mol  
CO(g) + 3H2 (g)=CH4 (g)+ H2O(g)    ΔH 3 = ?206 kJ/mol 
(1)寫出煤和氣態(tài)水制備CH4(產(chǎn)物還有CO2)的熱化學(xué)方程式                                   。
(2)煤轉(zhuǎn)化為水煤氣(CO和H2)作為燃料和煤直接作為燃料相比,主要的優(yōu)點(diǎn)有                    。
(3)寫出甲烷—空氣燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)中負(fù)極的電極反應(yīng)式                      。
II. 對(duì)以上反應(yīng)CO(g)  + H2O(g) CO2 (g)+ H2(g)  ΔH 2 = ?41 kJ/mol,起始時(shí)在密閉容器中充入1.00 molCO和1.00 molH2O,分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn),探究影響平衡的因素(其它條件相同且不考慮任何副反應(yīng)的影響)。實(shí)驗(yàn)條件如下表:
實(shí)驗(yàn)編號(hào)
容器體積/L
溫度/°C

2.0
1200

2.0
1300

1.0
1200
 
(1)實(shí)驗(yàn)①中c(CO2)隨時(shí)間變化的關(guān)系見(jiàn)下圖,請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的框圖中,畫出實(shí)驗(yàn)②和③中c(CO2)隨時(shí)間變化關(guān)系的預(yù)期結(jié)果示意圖。

(2)在與實(shí)驗(yàn)①相同的條件下,起始時(shí)充入容器的物質(zhì)的量:n(CO)=n(H2O)=n(CO2) =n( H2)=1.00mol。通過(guò)計(jì)算,判斷出反應(yīng)進(jìn)行的方向。(寫出計(jì)算過(guò)程。)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一定量的氫氣在一定條件下完全燃燒生成氣態(tài)水,放出熱量值為Q1,等量的H2在同樣條件下完全燃燒生成液態(tài)水,放出熱量值為Q2,則Q1與Q2的關(guān)系為(  )
A.Q1>Q2B.Q1=Q2C.Q1<Q2D.無(wú)法確定

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

在298 K、1.01×105 Pa下,將22 g CO2通入750 mL 1 mol·L-1NaOH溶液中充分反應(yīng),測(cè)得反應(yīng)放出x kJ的熱量。已知在該條件下,1 mol CO2通入1 L 2 mol·L-1 NaOH溶液中充分反應(yīng)放出y kJ的熱量。則CO2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaHCO3的熱化學(xué)方程式為(  )
A.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) ΔH=-(2y-x)kJ·mol-1
B.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) ΔH=-(2x-y)kJ·mol-1
C.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y)kJ·mol-1
D.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) ΔH=-(8x-2y)kJ·mol-1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

煤化工是以煤為原料,經(jīng)過(guò)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過(guò)程。
(1)已知在25 ℃、101 kPa時(shí),C(s)、H2(g)和CO(g)燃燒的熱化學(xué)方程式分別為:
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1="-393.5" kJ/mol;
H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH2="-241.8" kJ/mol;
CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH3="-283.0" kJ/mol;
①則C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=    ,該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式為K=          ;升高溫度,則K值    (填“變大”、“變小”或“不變”)。 
②如果①反應(yīng)在容積不變的密閉容器中進(jìn)行,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)    (填編號(hào))。 
a.v(CO)∶v(H2)=1∶1
b.碳的質(zhì)量保持不變
c.v(CO)=v(H2O)
d.容器中的壓強(qiáng)不變
③在容積不變的密閉容器中進(jìn)行①反應(yīng),可以使c(CO)增大的是    。 
a.升高溫度
b.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
c.將H2(g)從體系中分離出來(lái)
d.加入催化劑
(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2 L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下2組數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn)組
溫度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
達(dá)到平衡所
需時(shí)間/min
H2O
CO
H2
CO
1
650
2
4
1.6
2.4
5
2
900
1
2
0.4
1.6
3
①實(shí)驗(yàn)1中以v(CO2)表示的反應(yīng)速率為                      。 
②向?qū)嶒?yàn)2的平衡混合物中再加入0.4 mol H2O(g)和0.4 mol CO2,達(dá)到新平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率    (填“變大”、“變小”或“不變”)。

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