2011年11月28日至12月9日,聯(lián)合國氣候變化框架公約第17次締約方會議在南非德班召開,隨著人類對溫室效應(yīng)和資源短缺等問題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了各國的普遍重視.精英家教網(wǎng)
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇.為探究該反應(yīng)原理,進行如下實驗,在體積為1L的密閉容器中,充入1mol CO2和3.25mol H2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng),測定CO2、CH3OH(g)和H2O (g)的濃度隨時間變化如圖所示:
①寫出該工業(yè)方法制取甲醇的化學(xué)反應(yīng)方程式
 

②從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v (H2)=
 
 mol/(Lmin).
③該條件下CO2的轉(zhuǎn)化率為
 
.當溫度降低時CO2的轉(zhuǎn)化率變大,則該反應(yīng)△H
 
0(填“>”“<”或“=”).
④下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是
 

A.升高溫度    B.充入氮氣
C.將水蒸氣從體系中分離    D.用更有效的催化劑
(2)選用合適的合金作為電極,以氫氧化鈉、甲醇、水、氧氣為原料,可以制成一種以甲醇為原料的燃料電池,此燃料電池負極的電極方程式為
 
分析:(1)①根據(jù)題目內(nèi)容可知,該工業(yè)方法制取甲醇為二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇和水;
②根據(jù)三段式計算出反應(yīng)混合物各組分的濃度變化量、平衡時的濃度,根據(jù)v=
△c
△t
計算出v(H2);
③根據(jù)轉(zhuǎn)化率的定義計算平衡時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率;當溫度降低時K值變大,說明平衡向正反應(yīng)進行,溫度降低平衡向放熱反應(yīng)進行;
④使n(CH3OH)/n(CO2)增大應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動分析;
(2)甲醇為原料的燃料電池中,燃料甲醇為負極,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),堿性條件下生成CO32-
解答:解:(1)①該工業(yè)方法制取甲醇原理為二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇和水,反應(yīng)方程式為CO2(g)+3H2(g)精英家教網(wǎng)CH3OH(g)+H2O(g),
故答案為:CO2(g)+3H2(g)精英家教網(wǎng)CH3OH(g)+H2O(g);
②根據(jù)三段式計算
                  CO2(g)+3 H2(g)精英家教網(wǎng) CH3OH(g)+H2O(g)
開始(mol/L):1          3.25           0          0
變化(mol/L):0.75        2.25           0.75       0.75
平衡(mol/L):0.25         1             0.75       0.75
從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=
2.25mol/L
10min
=0.225mol/(L.min),
故答案為:0.225mol/(L.min);
③平衡時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為
0.75mol/L
1mol/L
×100%=75%,當溫度降低時K值變大,說明平衡向正反應(yīng)進行,溫度降低平衡向吸放熱反應(yīng)進行,即正反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H<0,
故答案為:75%;<;
④使n(CH3OH)/n(CO2)增大,應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動,
A.該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),則升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,n(CH3OH)/n(CO2)減小,故A錯誤;
B.充入N2氣,參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度不變,平衡不移動,故B錯誤;
C.將H2O(g)從體系中分離,生成物濃度減小,平衡向正反應(yīng)方向移動,故C正確;
D.用更有效的催化劑,平衡不移動,故D錯誤;
故答案為:C;
(2)甲醇為原料的燃料電池中,燃料甲醇為負極,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),堿性條件下生成CO32-,其電極反應(yīng)式為CH3OH-6 e-+8OH-=CO32-+6H2O;故答案為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O.
點評:本題考查較為綜合,涉及反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、平衡移動以及電化學(xué)等知識,題目難度中等,注意把握影響平衡移動的因素以及平衡移動方向的判斷.
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:

2011年11月28日至12月9日,聯(lián)合國世界氣候大會在南非德班召開,“低碳減排”成為近200個國家熱議的主題.下列做法不能達到“低碳減排”目的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:單選題

2011年11月28日至12月9日在南非德班舉行了國際氣候變化大會,主要討論減碳排放問題。從組成上分類下列物質(zhì)可以與CO2分為同一類的物質(zhì)是


  1. A.
    SiO2
  2. B.
    NaCl
  3. C.
    K2CO3
  4. D.
    Al

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:廣東省模擬題 題型:填空題

2011年11月28日至12月9日,聯(lián)合國氣候變化框架公約第17次締約方會議在南非德班召開,隨著人類對溫室效應(yīng)和資源短缺等問題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了各國的普遍重視。
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。為探究該反應(yīng)原理,進行如下實驗,在體積為1L的密閉容器中,充入1mol CO2和3.25 mol H2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng),測定CO2、CH3OH(g)和H2O (g)的濃度隨時間變化如圖所示:
① 寫出該工業(yè)方法制取甲醇的化學(xué)反應(yīng)方程式__________________。
② 從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v (H2)=___________。當溫度降低時CO2的轉(zhuǎn)化率變大,則該反應(yīng)△H_____0(填“>”“<”或“=”)。
③ 下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是___________。
A.升高溫度   B.充入氮氣   C.將水蒸氣從體系中分離  D.用更有效的催化劑
(2)選用合適的合金作為電極,以氫氧化鈉、甲醇、水、氧氣為原料,可以制成一種以甲醇為原料的燃料電池,此燃料電池負極的電極方程式為___________________。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案