【題目】為倡導(dǎo)“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟(jì)”,目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料乙醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH<0。

(1)在一定條件下,在20 L密閉容器中按物質(zhì)的量比為1∶3充入CO2和H2,溫度在450 K,n(H2)隨時(shí)間變化如表所示:

t/min

0

1

3

5

n(H2)/mol

8

6

5

5

在450 ℃、0~1 min,v(CH3CH2OH)=________;此溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為________(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(2)在5 MPa下測得平衡體系中各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化曲線如圖所示:

曲線乙表示的是 ________(填物質(zhì)的化學(xué)式)的體積分?jǐn)?shù),圖像中A點(diǎn)對應(yīng)的體積分?jǐn)?shù)b________%(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(3)下列措施中能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是________。

A.升高溫度

B.將CH3CH2OH(g)及時(shí)液化抽出

C.選擇高效催化劑

D.再充入l mol CO2和3 mol H2

(4)25 ℃、1.01×105Pa時(shí),9.2 g液態(tài)乙醇完全燃燒,當(dāng)恢復(fù)到原狀態(tài)時(shí),放出273.4 kJ的熱量,寫出表示乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式:________________________

(5)以石墨為電極,氫氧化鈉、乙醇、水、氧氣為原料,可以制成乙醇的燃料電池,寫出發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式:_____________________________________。

【答案】 0.016 7 mol·L-1·min-1 6.75 CO2 18.8 BD CH3CH2OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 367 kJ·mol-1 O2+2H2O+4e===4OH

【解析】1由表中數(shù)據(jù)可知,01 min內(nèi),Δn(H2)8 mol6 mol2 mol,則消耗氫氣的濃度是2mol÷20L0.1mol/L,所以v(H2)0.1mol/L÷1min0.1 mol·L1·min1,由速率之比等于計(jì)量系數(shù)之比可知:v(H2)v(CH3CH2OH)61,則v(CH3CH2OH)0.1 mol·L1·min1×1/60.016 7 mol·L1·min1;由表中數(shù)據(jù)可知,H2起始投入量為8 mol,在20 L密閉容器中,CO2H2的投料比為13,則CO2起始投入量為,3 min后反應(yīng)達(dá)平衡,則

2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g)

起始濃度mol/L0.13 0.4 0 0

轉(zhuǎn)化濃度mol/L0.05 0.15 0.025 0.075

平衡濃度mol/L0.08 0.25 0.025 0.075

則平衡常數(shù)K≈6.75。

2該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),平衡時(shí)CO2H2的含量增大,CH3CH2OHH2O的含量降低,可知甲、乙為反應(yīng)物,平衡逆向移動(dòng)過程中,H2CO2按比例(31)增加,甲的含量高于乙,可知曲線乙表示的是CO2;丙、丁為生成物,反應(yīng)開始時(shí)H2CO231的量進(jìn)行投料,故生成乙醇與水的物質(zhì)的量比為13,即水的含量是乙醇含量的3倍,可知曲線丙、丁分別表示的是H2O、CH3CH2OHA點(diǎn)為曲線乙和丙的交點(diǎn),說明平衡時(shí)CO2、H2O的體積分?jǐn)?shù)相同,可知兩者體積也相同,設(shè)CO2H2O的體積都是V,根據(jù)投料比有:V(H2)3V(CO2)3V,且V(CH3CH2OH)1/3V(H2O)V/3,故VVV3VV/316V/3,所以A點(diǎn)對應(yīng)的體積分?jǐn)?shù)為×100%≈18.8%。(3A放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),A錯(cuò)誤;B移去CH3CH2OH,生成物濃度減小,平衡正向移動(dòng),B正確;C、催化劑只能改變反應(yīng)的速率,對平衡移動(dòng)無影響,C錯(cuò)誤;D、恒容容器中再充入1 mol CO23 mol H2,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),D正確。答案選BD;(425 、1.01×105 Pa時(shí),9.2 g液態(tài)乙醇物質(zhì)的量為0.2 mol,完全燃燒,當(dāng)恢復(fù)到原狀態(tài)時(shí),放出273.4 kJ的熱量,則1 mol乙醇完全燃燒恢復(fù)到原狀態(tài)時(shí),放出的熱量為273.4 kJ×51367 kJ,故該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH3CH2OH(l)3O2(g)===2CO2(g)3H2O(l) ΔH=-1367 kJ·mol1。(5乙醇的燃料電池中,燃料乙醇為負(fù)極,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),氧氣是正極,發(fā)生得電子的還原反應(yīng),在堿性環(huán)境下,氧氣的放電情況為O22H2O4e===4OH

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法正確的是

A. 1 mol Cu2 mol熱濃硫酸反應(yīng)生成的SO2分子數(shù)目為NA

B. H2O2制得2.24 L O2,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.2NA

C. 常溫常壓下,8 g O2O3的混合氣體中含有4NA個(gè)電子

D. 常溫下,pH2H2SO4溶液中含有的H數(shù)目為0.02NA

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【題目】現(xiàn)有(NH4)2SO4和NH4NO3的混合溶液,向該混合溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,并加熱使之充分反應(yīng),直至Ba(OH)2溶液過量。加入Ba(OH)2溶液的體積與產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量和放出NH3的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)的關(guān)系如下圖,曲線a代表沉淀的質(zhì)量變化,曲線b代表NH3的體積變化(假設(shè)NH3全部放出)。

(1)混合溶液中NH的物質(zhì)的量為________mol。

(2)混合溶液中NO的物質(zhì)的量為________mol。

(3)當(dāng)加入Ba(OH)2溶液的體積在100~200mL范圍內(nèi),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________。

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【題目】明代《本草綱目》中一條目下寫道:自元時(shí)始創(chuàng)其法,用濃酒和糟入甑,蒸令氣上……其清如水,味極濃烈,蓋酒露也。這里所用的是指

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【題目】在一定溫度和壓強(qiáng)下的氣體,影響其所占體積大小的主要因素是

A.分子直徑的大小B.分子間距離的大小

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【題目】只能用排空氣法收集的氣體是( 。
A.NO
B.N2
C.Cl2
D.NH3

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【題目】在反應(yīng)11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4中,1molCuSO4能氧化P的物質(zhì)的量為(
A. ?mol
B. mol
C. mol
D. ?mol

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】50mL 0.50molL1鹽酸與50mL 0.55molL1 NaOH溶液在圖示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng).通過測定反應(yīng)過程中的熱量可計(jì)算中和熱.回答下列問題:
(1)從實(shí)驗(yàn)裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃用品是
(2)燒杯間填滿碎紙條的作用是
(3)大燒杯上如不蓋硬紙板,求得的中和熱數(shù)值(填“偏大”、“偏小”或“無影響”).
(4)實(shí)驗(yàn)中改用60mL 0.50molL1鹽酸跟50 mL 0.55molL1 NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量(填“相等”或“不相等”),所求中和熱(填“相等”或“不相等”),簡述理由:
(5)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測得的中和熱的數(shù)值會;用50mL 0.50molL1 CH3COOH溶液(已知CH3COOH電離時(shí)吸熱)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測得的中和熱的數(shù)值會 . (均填“偏大”、“偏小”或“無影響”)
(6)平行地做一次這樣的實(shí)驗(yàn)需要測定次溫度.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列敘述正確的是(  )
A.1 mol O的質(zhì)量是 32g/mol
B.OH的摩爾質(zhì)量是17g
C.1mol H2O的質(zhì)量是18g/mol
D.CO2的摩爾質(zhì)量是44g/mol

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