【題目】甲醇是重要的化工原料,又可稱為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇,發(fā)生的主反應(yīng)如下:

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1

②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2

③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3

回答下列問題:

(1)已知反應(yīng)①中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:

化學(xué)鍵

H—H

C—O

C O

H—O

C—H

E/(kJ.mol-1

436

343

1076

465

413

由此計(jì)算△H1 kJ·mol-1,已知△H2=-58kJ·mol-1,則△H3 kJ·mol-1

(2)反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為 ;圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為 (填曲線標(biāo)記字母),其判斷理由是

(3)合成氣的組成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60時(shí),體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。α(CO)值隨溫度升高而 (填“增大”或“減小”),其原因是 。圖2中的壓強(qiáng)由大到小為_____,其判斷理由是_____。

【答案】(1)—99;+41(2);a;反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)應(yīng)隨溫度升高變小;

(3)減;升高溫度時(shí),反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡向向左移動(dòng),使得體系中CO的量增大;反應(yīng)③為吸熱反應(yīng),平衡向右移動(dòng),又產(chǎn)生CO的量增大;總結(jié)果,隨溫度升高,使CO的轉(zhuǎn)化率降低;P3>P2>P1;相同溫度下,由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率;而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)影響,故增大壓強(qiáng)時(shí),有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高

【解析】(1)反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值,則根據(jù)表中數(shù)據(jù)和反應(yīng)的化學(xué)方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知反應(yīng)熱△H1=1076kJ/mol+2×436 kJ/mol—3×413 kJ/mol—343 kJ/mol—465 kJ/mol=—99kJ.mol-1。根據(jù)蓋斯定律可知②—①即可得到反應(yīng)③,則△H3=—58 kJ/mol+99 kJ/mol=+41kJ.mol-1。

(2)化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,則反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為;由于正方應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,因此a正確。

(3)反應(yīng)①為放熱反應(yīng),升高溫度時(shí),平衡向左移動(dòng),使得體系中CO的量增大;反應(yīng)③為吸熱反應(yīng),平衡向右移動(dòng),又產(chǎn)生CO的量增大;因此最終結(jié)果是隨溫度升高,使CO的轉(zhuǎn)化率降低;相同溫度下,由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率;而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)影響,故增大壓強(qiáng)時(shí),有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高,所以圖2中的壓強(qiáng)由大到小為P3>P2>P1。

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: 題型:

【題目】為驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱,某小組用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持、加熱儀器已略去,氣密性已檢驗(yàn))。

實(shí)驗(yàn)過程;

I.打開彈簧夾,打開活塞a,清加濃鹽酸。

Ⅱ.當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時(shí),夾緊彈簧夾。

Ⅲ.當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)樽厣珪r(shí),關(guān)閉活塞a。

Ⅳ……

(1)A中產(chǎn)生的是黃綠色氣體,其離子方程式為_________________,在該反應(yīng)中濃鹽酸表現(xiàn)了____性。

(2)驗(yàn)證氯氣的氧化性強(qiáng)于碘的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________________。

(3)B中溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________________。

(4)為驗(yàn)證溴的氧化性強(qiáng)于碘,過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是____________________。

(5)浸有NaOH溶液的棉花作用是____;離子方程式為____________________。

(6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱的原因:同主族元素從上到下____,得電子能力逐漸減弱。

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【題目】“綠色化學(xué)”的主要內(nèi)容之一是指從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上設(shè)計(jì)可行的化學(xué)反應(yīng),使原子充分利用,不產(chǎn)生污染物。下列化學(xué)反應(yīng)符合“綠色化學(xué)”理念的是(

A.制CuSO4:Cu+2H2SO4(濃)=CuSO4+SO2↑+2H2O

B.制CuSO4:2Cu+O2=2CuO;Cu+H2SO4(稀)=CuSO4+H2O

C.制Cu(NO3)2:Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

D.制Cu(NO3)2:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】30mlCO2NO混合氣體通入足量的Na2O2固體并且充分反應(yīng)后,氣體體積變?yōu)?/span>20ml,則原混合氣體中CO2體積為(同溫同壓下) ( )

A. 30mL B. 20mL C. 10mL D. 無(wú)法計(jì)算

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【題目】是常規(guī)核裂變產(chǎn)物之一,可以通過測(cè)定大氣或水中的含量變化來(lái)監(jiān)測(cè)核電站是否發(fā)生放射性物質(zhì)泄漏。下列有關(guān)的敘述中錯(cuò)誤的是

A. 的化學(xué)性質(zhì)與相同 B. 的原子序數(shù)為53

C. 的原子核外電子數(shù)為78 D. 的原子核內(nèi)中子數(shù)多于質(zhì)子數(shù)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】隨著人們生活節(jié)奏的加快,方便的袋裝食品已被廣泛接受。為了延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期,防止食品受潮及富脂食品氧化變質(zhì),常在袋裝食品內(nèi)放入一小袋固體,在該小袋中應(yīng) 放入的化學(xué)物質(zhì)是 ( )

A. 無(wú)水硫酸銅、蔗糖 B. 生石灰、硫酸亞鐵 C. 食鹽、硫酸亞鐵 D. 生石灰、食鹽

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【題目】(1)已知反應(yīng) 2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH+11kJ/mol 1mol H2(g) 1mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436kJ、151kJ的能量,則1mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為_________kJ。

(2)Bodensteins 研究了下列反應(yīng):2HI(g) H2(g)+I2(g) 716 K 時(shí),氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) x(HI)與反應(yīng)時(shí)間 t 的關(guān)系如下表:

t/min

0

20

40

60

80

120

x(HI)

1

0.91

0.85

0.815

0.795

0.784

x(HI)

0

0.60

0.73

0.773

0.780

0.784

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為__________。

上述反應(yīng)中,正反應(yīng)速率為vkx2(HI),逆反應(yīng)速率為vkx(H2)x(I2),其中k、k為速率常數(shù),則k__________(Kk表示)。若 k0.0027 min1,在 t40min 時(shí),v_________ min1。

由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到vx(HI) vx(H2)的關(guān)系如圖所示。當(dāng)升高到某一溫度時(shí),反應(yīng)重新達(dá)到平衡,相應(yīng)的點(diǎn)依次為__________(填字母)__________(填字母)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】從古至今,鐵及其化合物在人類生產(chǎn)生活中的作用發(fā)生了巨大變化。

(1)古代中國(guó)四大發(fā)明之一的指南針是由天然磁石制成的,其主要成分是______(填字母序號(hào))。

a.Fe b.FeO c.Fe3O4 d.Fe2O3

(2)硫酸渣的主要化學(xué)成分為:SiO2約45%,F(xiàn)e2O3約40%,Al2O3約10%,MgO約5%。用該廢渣制取藥用輔料——紅氧化鐵的工藝流程如下(部分操作和條件略):

回答下列問題:

①在步驟i中產(chǎn)生的有毒氣體可能有__________________。

②在步驟iii操作中,要除去的離子之一為Al3+。若常溫時(shí)Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32,此時(shí)理論上將Al3+沉淀完全,則溶液的pH為____________。

③步驟iv中,生成FeCO3的離子方程式是_________________。

(3)氯化鐵溶液稱為化學(xué)試劑中的“多面手”,向氯化銅和氯化鐵的混合溶液中加入氧化銅粉末會(huì)產(chǎn)生新的沉淀,寫出該沉淀的化學(xué)式_________________。請(qǐng)用平衡移動(dòng)的原理,結(jié)合必要的離子方程式,對(duì)此現(xiàn)象作出解釋:___________________。

(4)①古老而神奇的藍(lán)色染料普魯士藍(lán)的合成方法如下:

復(fù)分解反應(yīng)ii的離子方程式是________________

②如今基于普魯士藍(lán)合成原理可檢測(cè)食品中CN,方案如下:

若試紙變藍(lán)則證明食品中含有CN,請(qǐng)解釋檢測(cè)時(shí)試紙中FeSO4的作用:

_____________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】恒溫下,V升容器中加入a mol HI使之分解:2HI(g) H2(g)+I2(g),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,下列推測(cè)正確的是( )

A. 減壓時(shí),v(逆)增大,v(正)減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

B. 若加入2a mol HI,則平衡常數(shù)變?yōu)?倍

C. 加壓時(shí),v(逆)、v(正)均不變,平衡不移動(dòng)

D. 若保持壓強(qiáng)不變,通入氦氣,則v(逆)、v(正)均減小,平衡不移動(dòng)

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