25． (1)利用CO和H2在一定條件下可以轉(zhuǎn)化成有機(jī)物.使用催化劑不同得到不同的有機(jī)物.因此被稱為“碳1化學(xué) .例如: 2CO + 3H2 ---→ CH3CHO + H2O 請(qǐng)根據(jù)上述原理.寫出CO和H2制取麥芽糖的化學(xué)方程式: (2)將3 mol CO和6 mol H2充入容積為0.5 L的密閉容器中.進(jìn)行如下反應(yīng): CO(g) + 2H2(g) ---→ CH3OH(g) 反應(yīng)進(jìn)行到6 s時(shí)達(dá)到平衡.測(cè)的容器內(nèi)的壓強(qiáng)為開始時(shí)的0.6倍.試計(jì)算:在前6 s內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率和CO的轉(zhuǎn)化率. 2004~2005學(xué)年度第二學(xué)期 【查看更多】

 

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（14分）工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣：
①CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g)         △H＝－41 kJ/mol
某小組研究在相同溫度下該反應(yīng)過程中的能量變化。他們分別在體積均為V L的兩個(gè)恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物，使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器編號(hào)
起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol
達(dá)到平衡的時(shí)間/min
達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ
CO
H2O
CO2
H2
①
1
4
0
0
t1
放出熱量：32.8 kJ
②
2
8
0
0
t2
放出熱量：Q
（1）該反應(yīng)過程中，反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量        （填“大于”、“小于”或“等于”）生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量。
（2）容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為                 %。
（3）計(jì)算容器②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=                   。
（4）下列敘述正確的是              （填字母序號(hào)）。
A．平衡時(shí)，兩容器中H2的體積分?jǐn)?shù)相等
B．容器②中反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，Q > 65.6 kJ
C．反應(yīng)開始時(shí)，兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等
D．容器①中，化學(xué)反應(yīng)速率為：
（5）已知：②2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g)  ΔH＝－484 kJ/mol，寫出CO完全燃燒生成CO2的熱化學(xué)方程式：                              。
（6）容器①中反應(yīng)進(jìn)行到t min時(shí)，測(cè)得混合氣體中CO2的物質(zhì)的量為0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液將其完全吸收，反應(yīng)的離子方程式為（用一個(gè)離子方程式表示）                 。
（7）研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質(zhì)，利用圖中所示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑，還原二氧化鈦制備金屬鈦。

①寫出陽極所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：       。
②在制備金屬鈦前后，CaO的總量不變，其原因是（請(qǐng)結(jié)合反應(yīng)式解釋）         。

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⑴生物甲烷是由植物和動(dòng)物糞便在一定條件下發(fā)酵而得的甲烷：

若某植物纖維素的含量為10%，某沼氣池，當(dāng)加入該植物162kg，在微生物作用下完全轉(zhuǎn)化可得CH4在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為            m3。
⑵合成二甲醚主要步驟為造氣和合成。過程如下：
 
若造氣時(shí)，設(shè)每步轉(zhuǎn)化率均為100%，設(shè)某天然氣中只含5%CO2，不含其他雜質(zhì)，每100m3天然氣，應(yīng)同時(shí)通入水蒸氣和空氣各多少體積（空氣只含N2和O2，且體積比為4：1，下同），才能保證合成時(shí)CO和H2充分利用。V[H2O（g）]=      m3；V[空氣]=      m3。
⑶為了充分利用反應(yīng)過程中生成的比較純凈的氮?dú)�，某企業(yè)用天然氣為主要原料聯(lián)合生產(chǎn)二甲醚和氨，過程如下：
制氣設(shè)備：①CH4+H2O → CO+3H2             ②2CH4+O2 → 2CO+4H2
合成塔Ⅰ：CO+2H2 →  CH3OH      ；  2CH3OH →  CH3OCH3+H2O
合成塔Ⅱ：N2+3H2==2NH3
假設(shè)天然氣中只含CH4，反應(yīng)②中通入適量空氣，調(diào)節(jié)①和②投入的CH4的量，以使反應(yīng)①剩余的H2和反應(yīng)②剩余的N2的體積比恰好為3：1，以便合成氨。該企業(yè)每生產(chǎn)34t NH3理論上同時(shí)可以得到二甲醚多少噸？（設(shè)工業(yè)多次轉(zhuǎn)化，總轉(zhuǎn)化率假定為100%設(shè)合成塔Ⅰ中水與CO不反應(yīng)）？

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Ⅰ．描述弱電解質(zhì)電離情況可以用電離度（電離度：一定條件下，當(dāng)弱電解質(zhì)達(dá)到電離平衡時(shí)，溶液中已電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原電解質(zhì)分子總數(shù)的百分?jǐn)?shù)）和電離平衡常數(shù)表示，下表1是常溫下幾種弱酸的電離平衡常數(shù)（Ka）和弱堿的電離平衡常數(shù)（Kb），表2是常溫下幾種難（微）溶物的溶度積常數(shù)（Ksp）。
請(qǐng)回答下面問題：
⑴下列能使醋酸溶液中CH3COOH的電離度增大，而電離常數(shù)不變的操作是_______（填序號(hào)）。
A．升高溫度     B．加水稀釋     C．加少量的CH3COONa固體       D．加少量冰醋酸
⑵CH3COONH4的水溶液呈______（選填“酸性”、“中性”、“堿性”），理由是____________________。
⑶工業(yè)中常將BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3后，再將其制成各種可溶性的鋇鹽（如：BaCl2）。具體做法是用飽和的純堿溶液浸泡BaSO4粉末，并不斷補(bǔ)充純堿，最后BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3�，F(xiàn)有足量的BaSO4懸濁液，在該懸濁液中加純堿粉末并不斷攪拌，為使c(SO42－ )達(dá)到0.0l mol/L以上，則溶液中c(CO32－ )應(yīng)≥_______ mol/L。
Ⅱ．化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著重要的作用，如甲醇、乙醇、二甲醚（CH3OCH3）等都是新型燃料。
⑴乙醇是重要的化工產(chǎn)品和液體燃料，可以利用下列反應(yīng)制取乙醇。
2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)  △H＝a kJ/mol 在一定壓強(qiáng)下，測(cè)得上述反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。
根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析：
①上述反應(yīng)的 a_______0(填“大于”或“小于”)。
②在一定溫度下，提高氫碳(即n(H2)/n(CO2) )比，平衡常數(shù)K值_______（填“增大”、“減小”、或“不變”），對(duì)生成乙醇______（填“有利”或“不利”）。
⑵催化劑存在的條件下，在固定容積的密閉容器中投入一定量的CO和H2，同樣可制得乙醇(可逆反應(yīng))。該反應(yīng)過程中能量變化如圖所示：
①寫出CO和H2制備乙醇的熱化學(xué)反應(yīng)方程式_________________。
②在一定溫度下，向上述密閉容器中加入1 mol CO、3 mol H2及固體催化劑，使之反應(yīng)。平衡時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量為Q kJ，若溫度不變的條件下，向上述密閉容器中加入4 mol CO、
12 mol H2及固體催化劑，平衡時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量為w kJ，則w的范圍為___________。
⑶二甲醚（CH3OCH3）被稱為21世紀(jì)的新型燃料，具有清潔、高效的優(yōu)良性能。以二甲醚、空氣、氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極可構(gòu)成燃料電池，其工作原理與甲烷燃料電池原理相類似。該電池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式是_________________。

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Ⅰ．描述弱電解質(zhì)電離情況可以用電離度（電離度：一定條件下，當(dāng)弱電解質(zhì)達(dá)到電離平衡時(shí)，溶液中已電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原電解質(zhì)分子總數(shù)的百分?jǐn)?shù)）和電離平衡常數(shù)表示，下表1是常溫下幾種弱酸的電離平衡常數(shù)（Ka）和弱堿的電離平衡常數(shù)（Kb），表2是常溫下幾種難（微）溶物的溶度積常數(shù)（Ksp）。
請(qǐng)回答下面問題：
⑴下列能使醋酸溶液中CH3COOH的電離度增大，而電離常數(shù)不變的操作是_______（填序號(hào)）。
A．升高溫度     B．加水稀釋     C．加少量的CH3COONa固體       D．加少量冰醋酸
⑵CH3COONH4的水溶液呈______（選填“酸性”、“中性”、“堿性”），理由是____________________。
⑶工業(yè)中常將BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3后，再將其制成各種可溶性的鋇鹽（如：BaCl2）。具體做法是用飽和的純堿溶液浸泡BaSO4粉末，并不斷補(bǔ)充純堿，最后BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3。現(xiàn)有足量的BaSO4懸濁液，在該懸濁液中加純堿粉末并不斷攪拌，為使c(SO42－ )達(dá)到0.0l mol/L以上，則溶液中c(CO32－ )應(yīng)≥_______ mol/L。
Ⅱ．化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著重要的作用，如甲醇、乙醇、二甲醚（CH3OCH3）等都是新型燃料。
⑴乙醇是重要的化工產(chǎn)品和液體燃料，可以利用下列反應(yīng)制取乙醇。
2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)  △H＝a kJ/mol 在一定壓強(qiáng)下，測(cè)得上述反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。
根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析：
①上述反應(yīng)的 a_______0(填“大于”或“小于”)。
②在一定溫度下，提高氫碳(即n(H2)/n(CO2) )比，平衡常數(shù)K值_______（填“增大”、“減小”、或“不變”），對(duì)生成乙醇______（填“有利”或“不利”）。
⑵催化劑存在的條件下，在固定容積的密閉容器中投入一定量的CO和H2，同樣可制得乙醇(可逆反應(yīng))。該反應(yīng)過程中能量變化如圖所示：
①寫出CO和H2制備乙醇的熱化學(xué)反應(yīng)方程式_________________。
②在一定溫度下，向上述密閉容器中加入1 mol CO、3 mol H2及固體催化劑，使之反應(yīng)。平衡時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量為Q kJ，若溫度不變的條件下，向上述密閉容器中加入4 mol CO、
12 mol H2及固體催化劑，平衡時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量為w kJ，則w的范圍為___________。
⑶二甲醚（CH3OCH3）被稱為21世紀(jì)的新型燃料，具有清潔、高效的優(yōu)良性能。以二甲醚、空氣、氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極可構(gòu)成燃料電池，其工作原理與甲烷燃料電池原理相類似。該電池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式是_________________。

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甲醇(CH3OH)是一種重要的化工原料，合成甲醇的主要反應(yīng)為：

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＜0．

Ⅰ．在一定條件下，上述反應(yīng)在一密閉容器中達(dá)到平衡．

(1)體積不變的條件下，下列措施中有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率的是________(填字母)．

A．升高溫度

B．增大壓強(qiáng)

C．通入CO

D．通入H2

(2)在保證H2濃度不變的情況下，增大容器的體積，平衡________(填字母)．

A．向正反應(yīng)方向移動(dòng)

B．向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

C．不移動(dòng)

作出此判斷的理由是________________________

Ⅱ．原料氣的加工過程中常常混有一定量CO2，為了研究不同溫度下CO2對(duì)該反應(yīng)的影響，以CO2、CO和H2的混合氣體為原料在一定條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，原料氣各組分含量不同時(shí)，反應(yīng)生成甲醇和副產(chǎn)物甲烷的碳轉(zhuǎn)化率是不相同的．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表：

(3)由上表數(shù)據(jù)可得出多個(gè)結(jié)論．

結(jié)論一：在一定條件下，反應(yīng)溫度越高，碳轉(zhuǎn)化率__________．

結(jié)論二：_____________________________________________

(4)為了驗(yàn)證結(jié)論二，有科學(xué)家又用以下五組不同組成的原料氣再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

進(jìn)行該驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)時(shí)，控制不變的因素有________________、_________________、____________________________________________等．

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