【題目】甲醇來源豐富,價格低廉,是一種重要的化工原料,有著非常重要、廣泛的用途。工業(yè)上通常用水煤氣在恒容、催化劑和加熱的條件下生產(chǎn)甲醇,其熱化學方程式為:

2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH=-90.8kJ/mol。

1)該反應的平衡常數(shù)表達式為:K=______,如升高溫度,K值將_____(填:增大、減小或不變)。

2)以下各項不能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是____________.

A、混合氣體的密度保持不變 B、甲醇的質(zhì)量分數(shù)保持不變

C、CO的濃度保持不變 D、2v(H2)=v(CH3OH)

3)在2100C、2400C2700C三種不同溫度、2L恒容密閉容器中研究合成甲醇的規(guī)律。

上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(zhì)的量均為1mol)CO平衡轉化率的關系,則曲線Z對應的溫度是____________。由起始達到a點所需時間為5min,則H2的反應速率____________mol/(L·min)。

4)某興趣小組設計了如圖所示的甲醇燃料電池裝置。

①該電池工作時,正極是_____極(填“a” “b”);

②該電池負極反應的離子方程式為____________________________________

【答案】K=c(CH3OH)/[c2(H2)·c(CO)] 減小 AD 2700C 0.1mol/(L·min) a CH3OH-6e-+H2O = CO2↑+6H+

【解析】

1)根據(jù)平衡常數(shù)表達式的書寫原則,2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)表達式為:K=c(CH3OH)/[c2(H2)·c(CO)],該反應是放熱反應,升高溫度,K值減小。

2A、在恒容、密閉容器中,混合氣體的密度始終保持不變 ,不能說明可逆反應處于平衡狀態(tài),選;B、甲醇的質(zhì)量分數(shù)保持不變,說明甲醇的濃度不變,說明達到了平衡狀態(tài),不選;CCO的濃度保持不變,說明達到了平衡狀態(tài),不選;D、正逆反應速率之比應等于其系數(shù)之比,應為v(H2)=2v(CH3OH),選;AD

3)當H2C0的起始組成比相同時,該反應是放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,CO的轉化率降低,則曲線Z對應的溫度是2700C。根據(jù)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)

起始濃度 0.75 0.5 0

變化濃度 0.5 0.25 0.25

平衡濃度 0.25 0.25 0.25

H2的反應速率=0.5/5=0.1mol/(L·min)。

4)①在甲醇燃料電池中,甲醇在負極失電子,而氧氣在正極得電子,所以該電池工作時,正極是a極,②甲醇在負極失電子生成CO2和水,該電池負極反應的離子方程式為CH3OH-6e-+H2O = CO2↑+6H+

練習冊系列答案
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【題目】下列對應的離子方程式正確的是( )

A.酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液反應:2 +16H+5 ═2Mn2+10CO2↑+8H2O

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A. 該合金應在氮氣保護下,將一定比例的Mg、Al單質(zhì)熔煉而成

B. 合金在吸氫過程中被H2還原

C. 一定量的鎂鋁合金既可以完全溶于足量鹽酸中,也可以完全溶于足量的NaOH溶液中

D. 等質(zhì)量的鎂、鋁、和鎂鋁合金分別與足量的鹽酸反應生成H2的體積(同溫同壓下)由大到小的順序為:V(Mg)> V(合金)>V(鋁)

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【題目】實驗室需要95 mL l.0 mol/L稀硫酸,現(xiàn)用98%的濃硫酸(其密度為1.84 g.mL-l)來配制。

(1)實驗需要的玻璃儀器有50 mL燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、____、____。

(2)玻璃棒的作用為____,膠頭滴管的作用為________,

(3)配制過程中,下列情況會使配制結果偏低的是(填序號)____。

A.將稀釋的硫酸液轉移至容量瓶后,洗滌燒杯和玻璃棒2-3次。

B.將燒杯內(nèi)的稀硫酸向容量瓶中轉移時,因操作不當使部分稀硫酸濺出瓶外。

C.容量瓶使用時未干燥。

D.用膠頭滴管加水時,仰視觀察溶液凹液面與容量瓶刻度相切。

E.未冷卻至室溫就定容。

F.定容后經(jīng)振蕩、搖勻、靜置,發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線,再加蒸餾水補至刻度線。

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(1)已知煉鐵過程的主要反應為Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) H1

還會發(fā)生3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) H2=a kJ/mol

Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) H3=b kJ/mol;

FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+ CO2(g) H4=c kJ/mol

H1=________kJ/mol(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。

(2)高爐煉鐵產(chǎn)生的廢氣(COCO2)有多種處理方法,反應原理如下:

①生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)。一定溫度下在恒容密閉容器中模擬此反應,下列化學反應速率最快的是_______________

Aυ(CO)=1.2 mol/(L·min) Bυ(H2)=0.025 mol/(L·s) Cυ(CH3OH)=1 mol/(L·min)

②生成乙烯:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)。在兩個容積相同的密閉容器中以不同的氫碳比[n(H2)n(CO2)]充入原料氣,CO2平衡轉化率α(CO2)與溫度的關系如圖所示

氫碳比X_____2.0(填>、<或=,下同),理由是___________________。

(3)反應CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),其化學平衡常數(shù)K與溫度T關系如表:

T/

700

800

1000

1200

K

0.6

1.0

2.3

3.6

①該反應是___________反應(吸熱放熱”)。

②若某恒定溫度下,向容積為1 L的恒容密閉容器中充入2 mol CO2、3 mol H2,10 min后反應達到平衡狀態(tài),測得υ (CH3OH)=0.075 mol/(L·min),則此反應條件下溫度______800℃(填>、<或=)。

③若反應在1200℃進行試驗,某時刻測得反應容器中各物質(zhì)濃度滿足關系式2c(CO2c3(H2)=3c(CH3OH)·c(H2O),此時反應在________向進行(填)。

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【題目】一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應:C(s)+CO2(g) 2CO(g),平衡時體系中氣體體積分數(shù)與溫度的關系如圖所示,已知:氣體分壓(p)=氣體總壓(p)×體積分數(shù)。下列說法正確的是( )

A. 550℃時,若充入惰性氣體,v,v均減小,平衡不移動

B. 650℃時,反應達平衡后CO2的轉化率為25.0%

C. T℃時,若充入等體積的CO2CO,平衡不移動

D. 925℃時,用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數(shù)KP=24.0p

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【題目】I.由三種元素組成的化合物A,式量在200- -300之間。在一 定條件下A能發(fā)生如下圖的轉化,其中B的焰色反應為紫色(透過藍色鈷玻璃),C是不溶于酸的白色沉淀。

請回答∶

(1) C的化學式是______,組成A的三種元素是________。

(2) A加熱分解的化學方程式是_____

(3) E可以和SCl2反應生成一種常用于有機合成的物質(zhì)SOCl2和另一種常見氣體,反應的化學方程式是________。

II.實驗室測定某鐵鋁合金中的鋁含量,利用如圖裝置和試劑完成。

請回答∶

(1)下列有關該實驗的說法中正確的是_______

A.由于恒壓分液漏斗的存在,該裝置不能進行氣密性檢查

B.讀數(shù)前需將量氣管C上下移動使BC中的液面相平

C.反應完成后生成的氫氣都要轉移至裝置B

D.需要控制NaOH的量以防止產(chǎn)生氣體過多超過量氣裝置的量程

(2)若將恒壓分液漏斗(A 去掉導管a,改成普通分液漏斗,則測得鐵鋁合金中的鋁含量______,(填偏大、偏小不變),請說明理由_____。

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