【題目】甲醇是一種可再生能源,由CO2制備甲醇的過程可能涉及的反應(yīng)如下:反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58kJ·mol-1

反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2

反應(yīng)Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.77kJ·mol-1

回答下列問題:

(1)反應(yīng)Ⅱ的△H2=______________。

(2)反應(yīng)Ⅲ能夠自發(fā)進行的條件是__________ (填“較低溫度”、“ 較高溫度”或“任何溫度”)

(3)恒溫,恒容密閉容器中,對于反應(yīng)Ⅰ,下列說法中能說明該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________

A.混合氣體的密度不再變化

B.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化

C.CO2、H2、CH3OH、H2O的物質(zhì)的量之比為1:3:1:1

D.甲醇的百分含量不再變化

(4)對于反應(yīng)Ⅰ,不同溫度對CO2的轉(zhuǎn)化率及催化劑的效率影響如圖所示,下列有關(guān)說法不正確的是__________。

A.其他條件不變,若不使用催化劑,則250℃時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率可能位于M1

B.溫度低于250℃時,隨溫度升高甲醇的產(chǎn)率增大

C.M點時平衡常數(shù)比N點時平衡常數(shù)大

D.實際反應(yīng)應(yīng)盡可能在較低的溫度下進行,以提高CO2的轉(zhuǎn)化率

(5)若在1L密閉容器中充入3molH2和1molCO2發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,250℃時反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______;若要進一步提高甲醇體積分數(shù)?刹扇〉拇胧┯_________________。

(6)下圖是電解Na2CO3溶液的裝置圖。

陰極的電極反應(yīng)式為________________

【答案】+41.19kJ·mol-1 較低溫度 BD ABD 0.148(或者) 增大壓強(降低溫度) 2H++2e-==H2↑或2H2O+2e-==H2↑+2OH-

【解析】

本題考查蓋斯定律,熱化學(xué)反應(yīng)與過程無關(guān),只與始態(tài)與終態(tài)有關(guān),△H2=△H1-△H3=+41.19kJ/mol;△G==△H-T△S,T為溫度,△G<0,可自發(fā)進行,反應(yīng)Ⅲ:△H<0, △S<0,較低溫度可自發(fā)進行;平衡狀態(tài)的判斷,同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等,本題中ρ=m/V,質(zhì)量與體積均不變,密度自始至終不變,不可做為判斷依據(jù);M=m/n,質(zhì)量不變,物質(zhì)的量減少,可做判斷依據(jù);反應(yīng)物與生成物平衡時的比例不一定為1:3:1:1,不可以;只要平衡則甲醇的百分含量不再變化,可以;化學(xué)反應(yīng)條件的選擇,既要考慮反應(yīng)時的產(chǎn)量,又要考慮反應(yīng)的速率;,250℃時轉(zhuǎn)化率為50%;電解池中陽極失電子,溶液中為水提供的氫氧根離子失電子,產(chǎn)生的氫離子和鈉離子向陰極區(qū)域移動,而陰極附近的水提供的氫離子得電子,生成氫氣。

(1)本題考查蓋斯定律,熱化學(xué)反應(yīng)與過程無關(guān),只與始態(tài)與終態(tài)有關(guān),△H2=△H1-△H3=+41.19kJ/mol;(2)△G==△H-T△S,T為溫度,△G<0,可自發(fā)進行,反應(yīng)Ⅲ:△H<0, △S<0,較低溫度可自發(fā)進行;(3)平衡狀態(tài)的判斷,同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等,本題中ρ=m/V,質(zhì)量與體積均不變,密度自始至終不變,不可做為判斷依據(jù);M=m/n,質(zhì)量不變,物質(zhì)的量減少,可做判斷依據(jù);反應(yīng)物與生成物平衡時的比例不一定為1:3:1:1,不可以;只要平衡則甲醇的百分含量不再變化,可以;答案為:BD;(4)A.催化劑對反應(yīng)速率有影響,對平衡的限度無影響,A錯誤;B.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度平衡正向移動,產(chǎn)率提高,B正確;C.升高溫度平衡向左移動,化學(xué)平衡常數(shù)變小,C錯誤;D. 實際反應(yīng)應(yīng)盡可能在催化效率最高時,D錯誤;答案為ABD

(5) CO2 + 3H2CH3OH + H2O 250℃時轉(zhuǎn)化率為50%

初始量:1 3

反應(yīng)量:0.5 1.5 0.5 0.5

平衡: 0.5 1.5 0.5 0.5

,K=0.148;提高甲醇的體積分數(shù)為:增大壓強(降低溫度); (6) 電解池中陽極失電子,溶液中為水提供的氫氧根離子失電子,產(chǎn)生的氫離子和鈉離子向陰極區(qū)域移動,而陰極附近的水提供的氫離子得電子,生成氫氣,2H++2e-==H2↑或2H2O+2e-==H2↑+2OH-

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】化合物A(C11H8O4)是一種酯類物質(zhì),在NaOH溶液中加熱反應(yīng)后再酸化可得到化合物BC。回答下列問題:

(1)B的分子式為C2H4O2,分子中只有一個官能團,且與NaHCO3溶液反應(yīng)有氣體產(chǎn)生。則B的結(jié)構(gòu)簡式是_________,寫出BNaHCO3溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式________。寫出兩種能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式_________、________。

(2)C是芳香化合物(含有苯環(huán)的有機物),相對分子質(zhì)量為180,其碳的質(zhì)量分數(shù)為60.0%,氫的質(zhì)量分數(shù)為4.4%,其余為氧,則C的分子式是_________。(已知:相對原子質(zhì)量:C—12;O—16:H—1)

(3)已知C的苯環(huán)上有三個取代基,其中一個取代基(設(shè)為—X)無支鏈,且含有能與溴的四氯化碳溶液按1:1完全反應(yīng)的官能團以及含有能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出氣體的官能團,則該取代基上的含有官能團名稱是_________。另外兩個取代基相同,則名稱為_______;另外相同的兩個取代基分別位于取代基(—X)的鄰位和對位,則C的結(jié)構(gòu)簡式是___________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】可逆反應(yīng):在恒溫恒容密閉容器中反應(yīng),達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是

單位時間內(nèi)生成n的同時消耗2n;

單位時間內(nèi)生成n的同時消耗2nmolNO;

混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài);

混合氣體中不變;

的消耗速率與NO的生成速率相等;

容器內(nèi)壓強不隨時間變化而變化。

A. B. C. D.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】—定溫度下,0.1molN2(g)與0.3molH2(g)在密閉容器中發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-akJ·mol-1(a>0)。下列說法正確的是

A. 達到化學(xué)平衡狀態(tài)時,反應(yīng)放出0.la kJ熱量

B. 達到化學(xué)平衡狀態(tài)時,v(NH3):v(N2)=2:1

C. n( N2):n(H2):n(NH3)=l:3:2時,說明該反應(yīng)達到平衡

D. 縮小容器體積,用氮氣表示的反應(yīng)速率:v(N2)增大,v(N2)減小

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】合成氨反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4kJmol-1,在反應(yīng)過程中,正反應(yīng)速率的變化如圖.下列說法正確的是()

A. t1時增加了生成物濃度

B. t2時使用了催化劑

C. t3時增大了壓強

D. t4時降低了溫度

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知高能鋰離子電池的總反應(yīng)式為2Li+FeS=Fe+Li2S,LiPF6·SO(CH3)2為電解質(zhì),用該電池為電源電解含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的實驗裝置如圖所示。下列說法不正確的是

A. 電極Y為Li

B. 電解過程中,b中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減小

C. X極反應(yīng)式為FeS+2Li++2e-=Fe+Li2S

D. 若將圖中陽離子膜去掉,將a、b兩室合并,則電解反應(yīng)總方程式發(fā)生改變

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某溫度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后,改變?nèi)芤?/span>pH,金屬陽離子濃度變化如圖所示。據(jù)圖分析,下列判斷正確的是

A. [Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)3]

B. d點代表的溶液中Fe(OH)3已過飽和、Cu(OH)2未飽和

C. 加適量NH4Cl固體可使溶液由a點變到b

D. bc兩點代表的Fe(OH)3、Cu(OH)2溶解度相等

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列敘述不正確的是

A.煤油可由石油分餾獲得,可用作燃料和保存少量金屬鈉

B.淀粉、油脂、蛋白質(zhì)都能水解,但水解產(chǎn)物不同

C.甲烷、乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能發(fā)生取代反應(yīng)

D.乙烯和苯都能使溴水褪色,且褪色的原因相同

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硫酸鋅被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。工業(yè)上由氧化鋅礦(主要成分為ZnO,另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等)生產(chǎn)ZnSO47H2O的一種流程如圖:

(1)步驟Ⅰ的操作是____________

(2)步驟Ⅱ中,在pH約為5.1的濾液中加入高錳酸鉀,生成Fe(OH)3和MnO(OH)2兩種沉淀,該反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。

(3)步驟Ⅲ中,加入鋅粉的作用是______________。

(4)取28.70 g ZnSO47H2O加熱至不同溫度,剩余固體的質(zhì)量變化如下圖所示。實驗室中應(yīng)置于____________(填儀器名稱)焙燒樣品。分析數(shù)據(jù),100℃時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ______________________________;680℃時所得固體的化學(xué)式為__________(填字母符號)。

a.ZnO b.Zn3O(SO4)2 c.ZnSO4 d.ZnSO4H2O

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