由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn).下圖是由二氧化碳合成乙醇的技術(shù)流程:
吸收池中盛有飽和碳酸鉀溶液,把含有二氧化碳的空氣吹入吸收池中,吸收池中反應(yīng)液進(jìn)入分解池后,向分解池中通入高溫水蒸汽,把二氧化碳從溶液中提取出來,在合成塔中和氫氣經(jīng)化學(xué)反應(yīng)使之變?yōu)榭稍偕剂弦掖迹卮鹣铝袉栴}:
(1)寫出吸收池中反應(yīng)的離子方程式______.
(2)從分解池中循環(huán)使用的物質(zhì)是______.
(3)工業(yè)上還采取以CO和H2為原料合成乙醇,其化學(xué)反應(yīng)方程式為:2CO(g)+4H2(g)?CH3CH2OH(g)+H2O(g)寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=______.
(4)在相同條件下,由CO制取CH3CH2OH的平衡常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于由CO2制取CH3CH2OH的平衡常數(shù).則由CO制取CH3CH2OH相比由CO2制備CH3CH2OH的優(yōu)點(diǎn)是______(寫出一點(diǎn)即可);
(5)已知:一定條件下,2.0g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出59.43kJ的熱量,在該條件下:
①寫出表示乙醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式______.②若以乙醇作燃料,KOH作電解質(zhì),構(gòu)成燃料電池,請寫出負(fù)極的電極方程式:______.
(6)在一定壓強(qiáng)下,測得由CO2制取CH3CH2OH的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
溫度(K)
CO2轉(zhuǎn)化率%
n(H2)/n(CO2
500600700800
1.545332012
2.060432815
3.083623722
根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析:
溫度升高,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值______(選填“增大”、“減小”或“不變”);
(1)吸收池中盛有飽和碳酸鉀溶液,吸收空氣中的二氧化碳,轉(zhuǎn)化為KHCO3,反應(yīng)離子方程式為CO2+CO32-+H2O=2HCO3-
故答案為:CO2+CO32-+H2O=2HCO3-;
(2)由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,分解池中KHO3分解生成K2CO3,碳酸鉀在被循環(huán)利用吸收空氣中二氧化碳;
故答案為:K2CO3
(3)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值是常數(shù),用K表示,這個(gè)常數(shù)叫化學(xué)平衡常數(shù),2CO(g)+4H2(g)?CH3CH2OH(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)k=
c(H2O)c(CH3CH2OH)
c2(CO)c4(H2)

故答案為:
c(H2O)c(CH3CH2OH)
c2(CO)c4(H2)
;
(4)在相同條件下,由CO制取CH3CH2OH的平衡常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于由CO2制取CH3CH2OH的平衡常數(shù),則由CO制取CH3CH2OH,原料有較大的轉(zhuǎn)化率;碳酸鉀溶液吸收空氣中的二氧化碳,轉(zhuǎn)化為KHO3,KHO3分解生成CO2,CO2原料易得;
故答案為:原料有較大的轉(zhuǎn)化率;CO2原料易得.
(5)①2.0g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出59.43kJ的熱量,46g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出1366.89kJ,依據(jù)熱化學(xué)方程式書寫方法寫出,標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)焓變,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l);△H=-1366.89kJ/mol;
故答案為:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l);△H=-1366.89kJ/mol;
②以乙醇作燃料,KOH作電解質(zhì),構(gòu)成燃料電池,燃料乙醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),在堿溶液中生成碳酸鹽,電極反應(yīng)為:C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O;
故答案為:C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O;
(6)由表中數(shù)據(jù)可知,n(H2)/n(CO2)一定情況下,溫度越高,CO2轉(zhuǎn)化率越低,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動,所以平衡常數(shù)k減。
故答案為:減。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:問答題

某溫度時(shí),在2L密閉容器中氣態(tài)物質(zhì)CO和H2反應(yīng)生成氣態(tài)物質(zhì)Z,它們的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如下表所示.
t/minCO/molH2/molZ/mol
01.001.000.00
10.900.800.10
30.750.500.25
50.650.300.35
70.550.100.45
90.550.100.45
100.550.100.45
(1)根據(jù)上表中數(shù)據(jù),在圖中畫出CO、Z的物質(zhì)的量的濃度(c)隨時(shí)間(t)變化的曲線:
(2)體系中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是______.
(3)在3-5min時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應(yīng)速率:______.

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

右圖曲線a表示放熱反應(yīng)X(g)+Y(g)+N(s)?Z(g)+M(g)進(jìn)行過程中X的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的關(guān)系.在其它條件不變時(shí)改變某個(gè)條件,使反應(yīng)過程按b曲線進(jìn)行,可采取的措施是( 。
A.升高溫度B.加大X的投入量
C.增加N的量D.縮小容器的體積

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:問答題

反應(yīng)A(g)+B(g)?2C(g)+D(g);△H=QkJ/mol.過程中的能量變化如圖所示,回答下列問題.
(1)Q______0(填“>”、“<”或“=”)
(2)該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為:______,其他條件不變升高溫度K______(填“增大”“減小”“不變”),原因是______
(3)反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率增大,則E1的變化是:E1______,△H的變化是:△H______(填“增大”“減小”“不變”).
(4)反應(yīng)在容積可變的密閉容器中進(jìn)行,將容積縮小到原來一半,c(A)______2c(A)(填“>”、“<”或“=”),若將容積縮小到原來十分之一,A的濃度是開始時(shí)的8倍,則可能的原因是______.

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:問答題

發(fā)展“碳一化學(xué)”,開發(fā)利用我國相對豐富的煤炭資源具有重要的戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值.下面是以焦炭為原料,經(jīng)“碳一化學(xué)”途徑制取乙二醇的過程:
(1)該過程中產(chǎn)生的CO可繼續(xù)與水蒸氣發(fā)生可逆反應(yīng)得到CO2和H2,此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=______.
(2)CH3OH(l)氣化時(shí)吸收的熱量為27kJ/mol,CH3OH(g)的燃燒熱為677kJ/mol,請寫出CH3OH(l)完全燃燒的熱化學(xué)方程式______.
(3)“催化還原”反應(yīng)制乙二醇原理如下:CH3OOC-COOCH3(g)+4H2(g)?HOCH2-CH2OH(g)+2CH3OH(g)△H=-34kJ/mol
為探究實(shí)際生產(chǎn)的最佳條件,某科研小組進(jìn)行了多方面研究.如圖表示乙二醇達(dá)到平衡時(shí)的產(chǎn)率隨原料投料比[n(氫氣)/n(草酸二甲酯)]和壓強(qiáng)的變化關(guān)系,其中三條曲線分別表示體系壓強(qiáng)為1.5MPa、2.5MPa、3.5MPa的情況,則曲線甲對應(yīng)的壓強(qiáng)是P(甲)=______.
(4)草酸二甲酯水解產(chǎn)物草酸(H2C2O4)為二元中強(qiáng)酸
①草酸氫鉀溶液中存在如下平衡:H2O?H++OH-、HC2O4-?H++C2O42-和______.
②向0.1mol/L的草酸氫鉀溶液里滴加NaOH溶液至中性,此時(shí)溶液里各粒子濃度關(guān)系正確的是______(填序號).
a.c(K+)=c(HC2O4-)+c(H2C2O4)+c(C2O42-)b.c(K+)+c(Na+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-
c.c(Na+)=c(H2C2O4)+c(C2O42-)d.c(K+)>c(Na+
(5)以甲醇為原料,使用酸性電解質(zhì)構(gòu)成燃料電池,該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為______;若以甲烷代替該燃料電池中的甲醇,向外界提供相等電量,則每代替32g甲醇,所需標(biāo)準(zhǔn)狀況下的甲烷的體積為______L.

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:問答題

Ⅰ:由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題,如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用,引起了各國的普遍重視.目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇.一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),△H<0
(1)該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為______.溫度降低,平衡常數(shù)K______(填“增大”、“不變”或“減小”).
(2)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在體積為1L的密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖1所示.從反應(yīng)開始到平衡,用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2)為______.
(3)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的有______.
A.升高溫度;B.加入催化劑;C.將H2O(g)從體系中分離;D.再充入1mol CO2和3mol H2;
E.充入He(g),使體系總壓強(qiáng)增大.
(4)如圖2所示,在甲、乙兩容器中分別充入物質(zhì)的量之比為1:3的CO2和H2,使甲、乙兩容器初始容積相等.在相同溫度下發(fā)生反應(yīng),并維持反應(yīng)過程中溫度不變.甲和乙相比,轉(zhuǎn)化程度更大的是______,且知乙容器中CO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象如圖3所示,請?jiān)趫D3中畫出甲容器中CO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖象.并請說明以CO2為原料生產(chǎn)燃料甲醇的優(yōu)點(diǎn)是______(寫出一條即可).

Ⅱ:一定常溫下,F(xiàn)eS的KSP=2.5×10-18,H2S飽和溶液在該溫度下,[H+]與[S2-]存在著以下關(guān)系:[H+]2?[S2-]=1.0×10-21.在該溫度下,將適量FeS投入H2S飽和溶液中,欲使溶液中[Fe2+]達(dá)到1mol/L,應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH為______(用對數(shù)形式表示).(寫出計(jì)算過程)

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:問答題

)氮元素有著多變價(jià)態(tài)和種類繁多的化合物,它們在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中發(fā)揮著重要的作用.完成下列問題:
(1)在一密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表:
T298K398K498K
K4.1×106K1K2
①比較K1、K2的大小:K1______K2(填“>”、“=”或“<”).
②若保持容器的容積不變,則該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是______(填序號).
a.2v(H2=3v(NH3b.v(N2=3v(H2
c.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變d.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
③若維持容器的壓強(qiáng)不變,達(dá)到平衡狀態(tài)后再向容器中通入一定量的N2,此時(shí)逆反應(yīng)速率______(填“增大”、“減小”或“不變”);平衡向______方向移動.
④已知AgCl可溶于氨水中,而AgBr不溶于氨水中,則Ksp(AgCl)______Ksp(AgBr)(填“>”“=”或“<”).
(2)肼是氮元素的另一種氫化物,分子式為N2H4
①298K時(shí),1.00gN2H4(l)與足量的N2O4(l)完全反應(yīng)生成氮?dú)夂退,放?9.15kJ的熱量.寫該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式______.
②肼也可以在純氧中燃燒生成氮?dú)夂退,為了充分利用其能量有人設(shè)計(jì)了原電池裝置,電極材料是多孔石墨電極,電解質(zhì)為能夠傳導(dǎo)H+的固體電解質(zhì),請寫出負(fù)極反應(yīng)式______.

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

某密閉容器中充入1molCO和2molH2O(g),當(dāng)反應(yīng):CO+H2O(g)?CO2+H2達(dá)到平衡時(shí),CO的體積分?jǐn)?shù)為X.若維持容器的體積和溫度不變,起始物質(zhì)按下列四種配比充入該容器中,達(dá)到平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)大于X的是( 。
A.1molCO+3molH2O(g)
B.1molCO+1molH2O
C.2molCO+4molH2O(g)
D.1molH2O(g)+1molCO2+1molH2

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

若反應(yīng)aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD(g)在密閉容器內(nèi)達(dá)到化學(xué)平衡以后,升高溫度或增大壓強(qiáng)都會使平衡混合物中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低,那么:
(1)正反應(yīng)是______反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”);
(2)反應(yīng)物與生成物之間的系數(shù)關(guān)系是(a+b)______(c+d)(填“>”“<”或“=”).

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