【題目】甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(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下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)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“>”、“=”“<”)。

某溫度下,將2mol CO6 mol H2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測得c(CO)= 0.2 mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為___________,此時的溫度為_______(從上表中選擇)。

(2)已知在常溫常壓下:

2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l) ΔH1=-1451.6kJ/mol

2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 =-566.0kJ/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:_________________________________________

(3)某實驗小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理,設(shè)計如圖所示的電池裝置:

①該電池的能量轉(zhuǎn)化形式為___________________________。

②工作一段時間后,測得溶液的pH減小。請寫出該電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式。_____________________________

③用該電池電解(惰性電極)500mLCuSO4溶液,電解一段時間后,為使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原狀態(tài),需要向溶液中加入9.8g Cu(OH)2固體。則原CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為___________mol/L(假設(shè)電解前后溶液體積不變)。

【答案】< 80% 250℃ CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l) H= - 442.8kJ/mol 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 CH3OH-6e-+ 8OH- = CO32- + 6H2O 0.2 mol/L

【解析】

(1)①由表中數(shù)據(jù)可知,升高溫度K減小,則化學(xué)平衡逆向移動,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。故△H1 <0;

②達(dá)到平衡時測得c(CO)=0.2mol/L,則消耗CO2mol-0.2mol/L×2L=1.6mol,所以CO的轉(zhuǎn)化率是×100%=80%。平衡時氫氣的濃度是1.4mol/L,甲醇是0.8mol/L,所以此時K==2.041,因此溫度是250℃;(2)已知① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l) ΔH1=-1451.6kJ/mol; 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 =-566.0kJ/mol;根據(jù)蓋斯定律:由①×—②×得甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l) H=ΔH1×ΔH2×=-1451.6kJ/mol×—(-566.0kJ/mol)× = - 442.8kJ/mol;(3)①甲烷燃燒電池是原電池,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;堿性條件下,電池負(fù)極上甲醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸根離子,電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+ 8OH- = CO32- + 6H2O;③加入9.8g Cu(OH)2固體能使電解質(zhì)溶液恢復(fù)原狀,n[Cu(OH)2]= =0.1mol,相當(dāng)于加入0.1molCuO0.1molH2O,根據(jù)Cu原子守恒得n(CuSO4)=n[Cu(OH)2]=0.1mol,則c(CuSO4)==0.2mol/L。

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】在不同溫度下,水溶液中c(H)與c(OH)有如圖所示關(guān)系。下列條件關(guān)于離子共存說法中正確的是

A.a(chǎn)點對應(yīng)的溶液中大量存在:CO32-、Na、Cl、SO42-

B.b點對應(yīng)的溶液中大量存在:Fe2+、Ba2+、K+、NO3-

C.c點對應(yīng)的溶液中大量存在:Na、Ba2+、Cl、Al3+

D.d點對應(yīng)的溶液中大量存在:Na、K、ClO-、Cl

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素,碘元素以碘離子的形式存在。實驗室里從海藻中提取碘的流程如下圖:

(1)指出提取碘的過程中①的實驗操作名稱_________及玻璃儀器名稱______________________________________

(2)寫出過程②中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式:_____________________

(3)操作③的名稱_____________,用到的主要儀器_____________。

(4)提取碘的過程中,可供選擇的有機試劑是______。

A.酒精 B.四氯化碳 C.甘油 D.醋酸

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【題目】實驗室用燃燒法測定某固體有機物A的分子組成,測定裝置如圖(鐵架臺、鐵夾、酒精燈等未畫出):

17.1 g A放入裝置中,通入過量O2燃燒,生成CO2H2O,請回答下列有關(guān)問題:

(1)通入過量O2的目的______________________

(2)C裝置的作用是_____________________________。D裝置的作用是_____________________

(3)通過該實驗,能否確定A中是否含有氧原子?__________

(4)若A的摩爾質(zhì)量為342 g/mol,C裝置增重9.90 gD裝置增重26.4 g,則A的分子式為________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】830K時,在密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng): CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H<0

試回答下列問題:

(1)若起始時c(CO)=2 mol·L-1,c(H2O)=3 mol·L-1,達(dá)到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為60%,則在該溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________。

(2)在相同溫度下,若起始時c(CO)=1 mol·L-1,c(H2O)=2 mol·L-1,反應(yīng)進(jìn)行一段時間后,測得H2的濃度為0.5 mol·L-1,則此時該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)______(填),此時v(正)_______v(逆)

(3)若降低溫度,H2的體積分?jǐn)?shù)增大,該反應(yīng)的K值將___________,正反應(yīng)的速率將__________。

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【題目】化學(xué)鍵的鍵能是形成(或拆開)1 mol化學(xué)鍵時釋放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示,現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(kJ/mol) P—P198,P—O360OO498,則反應(yīng)P4(白磷)+3O2P4O6

A. 放出1 638 kJ熱量

B. 吸收1 638 kJ熱量

C. 放出126 kJ熱量

D. 吸收126 kJ熱量

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【題目】根據(jù)下列信息判斷氫氣燃燒生成水時的熱量變化,其中一定正確的是

A. 甲、乙、丙中物質(zhì)所具有的總能量大小關(guān)系為乙>>

B. 生成1mol H2O時吸收熱量245kJ

C. H2O分解為H2O2時放出熱量

D. 氫氣和氧氣的總能量小于水的能量

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】A (C2H4)是基本的有機化工原料。用A和常見的有機物可合成一種醚類香料和一種縮醛類香料,具體合成路線如圖所示(部分反應(yīng)條件略去):

已知:

回答下列問題:

(1)B的分子式是_______,C中含有的官能團(tuán)名稱是_______。

(2)若D為單取代芳香族化合物且能與金屬鈉反應(yīng);每個D分子中只含有1個氧原子, D中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為13.1%,則D的結(jié)構(gòu)簡式為_______,⑥的反應(yīng)類型是_______。

(3)據(jù)報道,反應(yīng)⑦在微波輻射下,以NaHSO4·H2O為催化劑進(jìn)行,請寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______。

(4)請寫出滿足下列條件的苯乙醛的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:_______

i .含有苯環(huán)和結(jié)構(gòu)

ii.核磁共振氫譜有4組峰,且峰面積之比為3 : 2 : 2 : 1

(5)若化合物E為苯甲醚的同系物,且相對分子質(zhì)量比苯甲醚大14,則能使FeCl3溶液顯色的E的所有同分異構(gòu)體共有_______ (不考慮立體異構(gòu))種。

(6)參照的合成路線,寫出由2-氯丙烷和必要的無機試劑制備的合成流程圖:_______。

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【題目】近年來霧霾污染日益嚴(yán)重,原因之一是機動車尾氣中含有NO、NO2、CO等氣體,火力發(fā)電廠釋放出大量的NOx、SO2CO2等氣體也是其原因,現(xiàn)在對其中的一些氣體進(jìn)行了一定的研究:

1)用 CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。

已知CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g) H = - 574 kJ/mol

CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) H = - 1160 kJ/mol

H2O(g) = H2O(l) H = - 44.0 kJ/mol

寫出 CH4(g) NO2(g)反應(yīng)生成 N2(g)、CO2(g) H2O(l)的熱化學(xué)方程式_____________________________________________________________。

2汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體,對汽車加裝尾氣凈化裝置,可使有毒氣體轉(zhuǎn)化為無毒氣體。4CO(g)2NO2(g) 4CO2(g)N2(g) ΔH-1200 kJ·mol-1

對于該反應(yīng),溫度不同(T2T1)、其他條件相同時,下列圖像正確的是________________(填代號)。

3)用活性炭還原法也可以處理氮氧化物,某研究小組向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO,發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH=a kJ/mol

T1時,反應(yīng)進(jìn)行到不同時間測得各物質(zhì)的量濃度如下:

時間/min

濃度/(mol/L)

0

10

20

30

40

50

NO

1.0

0.58

0.40

0.40

0.48

0.48

N2

0

0.21

0.30

0.30

0.36

0.36

CO2

0

0.21

0.30

0.30

0.36

0.36

①根據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析T1時,該反應(yīng)在0-20min的平均反應(yīng)速率vNO=_____________________;計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________________。

30min后,只改變某一條件,根據(jù)上表的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是_________(填字母代號)。

A.通入一定量的CO2 B.加入合適的催化劑

C.適當(dāng)縮小容器的體積 D.通入一定量的NO

E.加入一定量的活性炭

③若30min后升高溫度至T2,達(dá)到平衡時,容器中NO、N2CO2的濃度之比為2:1:1,則達(dá)到新平衡時NO的轉(zhuǎn)化率____________(填升高降低),a________0(填“>”“<”)。

4)溫度T1T2,分別將0.50 mol CH41.2mol NO2充入1 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CH4(g)2NO2(g)N2(g)CO2(g)2H2O(g) H=bkJ/mol。

測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表

溫度

時間/min

物質(zhì)的量

0

10

20

40

50

T1

nCH4/mol

0.50

0.35

0.25

0.10

0.10

T2

nCH4/mol

0.50

0.30

0.18

x

0.15

下列說法正確的是__________________。

AT1T2,且b0

B.當(dāng)溫度為T2、反應(yīng)進(jìn)行到40 min時, x0.15

C.溫度為T2時,若向平衡后的容器中再充入0.50 mol CH41.2mol NO2,重新達(dá)到平衡時,nN2<0.70mol

D.溫度為T1時,若起始時向容器中充入0.50 mol CH4(g)、0.50 molNO2(g)、1.0 mol N2(g)、2.0 molCO2(g)、0.50molH2O(g),反應(yīng)開始時,ν()ν()

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