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【题目】工业上可利用CO2来制备清洁液体颜料甲醇,有关化学反应如下:

反应Ⅰ:CO2g+3H2gCH3OHg+H2Og H1=﹣49.6kJmol-1

反应Ⅱ:CO2g+H2gH2Og+COg H2+41kJmol-1

1)反应Ⅰ在___(填低温高温)下可自发反应。

2)有利于提高上述反应甲醇平衡产率的条件是___

A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压

3)在CuZnO/ZrO2催化下,CO2H2混合气体,体积比13,总物质的量amol进行反应,测得CO2转化率、CH3OHCO选择性随温度、压强变化情况分别如图所示(选择性:转化的CO2中生成CH3OHCO的百分比)。

①下列说法正确的是___

A.压强可影响产物的选择性

BCO2平衡转化率随温度升高先增大后减小

C.由图1可知,反应的最佳温度为220℃左右

D.及时分离出甲醇和水以及使氢气和二氧化碳循环使用,可提高原料利用率

250℃时,反应Ⅰ和Ⅱ达到平衡,平衡时容器体积为VLCO2转化率为25%CH3OHCO选择性均为50%,则该温度下反应Ⅱ的平衡常数为___

③分析图2CO选择性下降的原因___

【答案】低温 D ACD 增大压强,有利于反应Ⅰ平衡正向移动,使反应物浓度减小,从而使反应Ⅱ逆向移动,CO选择性下降

【解析】

根据吉布斯自由能判断反应自发进行的条件;根据平衡移动原理分析解答;根据转化率、平衡常数的表达式分析解答。

1)对于反应CO2g+3H2gCH3OHg+H2Og)△H1=49.6kJmol1,△H0,△S0,则如反应能自发进行,应满足△HTS0,低温下即可进行,故答案为:低温;

2)反应CO2g+3H2gCH3OHg+H2Og)△H1=49.6kJmol1,由化学计量数可知,增大压强,平衡正向移动,且正反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,则低温高压有利于提高甲醇的产率,故答案为:D

3)①A.增大压强,反应Ⅰ正向移动,甲醇的产率增大,说明压强影响产物的选择性,故A正确;

B.反应Ⅰ为放热反应,生成温度,平衡逆向移动,二氧化碳的平衡转化率减小,故B错误;

C.由图1可知,反应的温度控制在220℃左右时,二氧化碳的转化率、甲醇的含量较大,CO的含量较小,升高到240℃以后,甲醇的选择性减小,则反应的最佳温度为220℃左右,故C正确;

D.及时分离出甲醇和水,可使平衡正向移动,且循环使用氢气和二氧化碳,可提供原料的利用率,故D正确,故答案为:ACD

②在CuZnO/ZrO2催化下,CO2H2混合气体,体积比13,总物质的量amol进行反应,

250℃时,反应Ⅰ和Ⅱ达到平衡,平衡时容器体积为VLCO2转化率为25%CH3OHCO选择性均为50%,由方程式可知,消耗nCO2= ×25%mol=mol,生成CH3OHCOmol,分别为mol,生成nH2O=mol,两个反应消耗氢气的物质的量为mol×3+mol=mol,则剩余氢气的物质的量为molmol=mol,则反应Ⅱ的平衡常数,故答案为:

③对于反应Ⅱ,增大压强平衡不移动,但对应反应Ⅰ,增大压强,平衡正向移动,导致反应物的浓度降低,生成水的浓度增大,则导致反应Ⅱ平衡逆向移动,CO的选择性下降,故答案为:增大压强,有利于反应Ⅰ平衡正向移动,使反应物浓度减小,从而使反应Ⅱ逆向移动,CO选择性下降。

练习册系列答案
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【题目】298K,20mL0.1mol·L-1MOH溶液中滴加0.1mol·L-1CH3COOH溶液,所得溶液的pH及导电能力变化如图所示。下列叙述正确的是( )

A. MOH是强电解质 B. b点对应的盐不水解

C. 水的离子积Kwb>c>a D. c点溶液中c(CH3COO-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-)

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【题目】下列对化学平衡移动的分析中,不正确的是

①已达平衡的反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g),当增加反应物物质的量时,平衡一定向正反应方向移动 ②已达平衡的反应N2(g)3H2(g)2NH3(g),当增大N2的浓度时,平衡向正反应方向移动,N2的转化率一定升高 ③有气体参加的反应达到平衡时,若减小反应器容积时,平衡一定向气体体积增大的方向移动 ④有气体参加的反应达平衡时,在恒压反应器中充入稀有气体,平衡一定不移动

A.①④B.①②③C.②③④D.①②③④

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【题目】氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。以生物材质(C)与水蒸气反应制取H2是一种低耗能,高效率的制H2方法。该方法由气化炉制造H2和燃烧炉再生CaO两步构成。气化炉中涉及的反应有:

.C(s)H2O(g)CO(g)H2(g) K1

.CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) K2

.CaO(s)CO2(g)CaCO3(s) K3

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.C(s)O2(g)=CO2

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1)氢能被视为最具发展潜力的绿色能源,该工艺制H2总反应可表示为C(s)2H2O(g)CaO(s) CaCO3(s)2H2(g),其反应的平衡常数K=____(K1K2K3的代数式表示)

2)在一容积可变的密闭容器中进行反应Ⅰ,恒温恒压条件下,向其中加入1.0mol炭和1.0mol水蒸气,达到平衡时,容器的体积变为原来的1.25倍,平衡时水蒸气的平衡转化率为_____;向该容器中补充amol炭,水蒸气的转化率将_____(填增大减小不变)。

3)对于反应Ⅲ,若平衡时再充入CO2,使其浓度增大到原来的2倍,则平衡_____移动( 向右向左”);当重新平衡后,CO2浓度___(变大变小不变”)

4)一种新型锂离子二次电池——磷酸铁锂(LiFePO4)电池。作为正极材料的磷酸铁锂在充、放电时的局部放大示意图如图,写出该电池充电时的阳极电极反应式:______

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【题目】实验室制备己二酸的原理为:3+8KMnO4═3KOOCCH24COOK+8MnO2↓+2KOH+5H2O

主要实验装置和步骤如下:

①在如图装置中加入5mL10%氢氧化钠溶液和50mL水,搅拌使其溶解,然后加入6.3g高锰酸钾,小心预热溶液到40℃。

②从恒压漏斗中缓慢滴加1.4mL环己醇,控制滴速,使反应温度维持在45℃左右,反应20min后,再在沸水浴上加热5min促使反应完全并使MnO2沉淀凝聚。

③加入适量亚硫酸氢钠固体除去多余高锰酸钾。

④通过___操作,得到沉淀和滤液,洗涤沉淀23次,将洗涤液合并入滤液。

⑤加热浓缩使溶液体积减少至10mL左右,趁热小心加入浓硫酸,使溶液呈强酸性(调节pH12),冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥,得己二酸白色晶体1.5g

已知:己二酸的电离平衡常数:Ka13.8×105Ka23.9×10-6;相对分子质量为146;其在水中溶解度如下表

温度(℃)

15

34

50

70

87

100

己二酸溶解度(g

1.44

3.08

8.46

34.1

94.8

100

1)步骤②中缓慢滴加环己醇的原因是___

2)步骤④划线部分操作是___、在第④、⑤布中均要求洗涤沉淀,所用洗涤液依次为______

3)步骤⑤加入浓硫酸调节pH成强酸性的原因是___

4)己二酸产品的纯度可用酸碱滴定法测定。取样试样ag(准确至0.0001g),置于250mL锥形瓶中,加入50mL除去CO2的热蒸馏水,摇动使试样完全溶解,冷却至室温,滴加3滴酚酞溶液,用0.1000molL-1NaOH标准溶液滴定至微红色即为终点,消耗NaOH标准溶液体积bmL

①下列说法正确的是___

A.称取己二酸样品质量时,先将锥形瓶放在电子天平秤盘的中央,显示数字稳定后按去皮键(归零键),再缓慢加样品至所需样品的质量时,记录称取样品的质量

B.摇瓶时,应微动腕关节,使溶液向一个方向做圆周运动,但是勿使瓶口接触滴定管,溶液也不得溅出

C.滴定时左手轻轻挤压玻璃球让液体自行呈线状流下

D.滴定结束后稍停12分钟,等待滴定管内壁挂有的溶液完全流下时再读取刻度数

E.记录测定结果时,滴定前仰视刻度线,滴定到达终点时又俯视刻度线,将导致滴定结果偏高

②计算己二酸纯度的表达式为___

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【题目】已知某温度下CH3COOHNH3·H2O的电离常数相等,现向10mL浓度为0.1mol·L1CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中(

A.水的电离程度始终增大

B.先增大再减小

C.c(CH3COOH)c(CH3COO)之和始终保持不变

D.当加入氨水的体积为10mL时,c(NH4+)c(CH3COO)

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【题目】室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1mol·L1的三种酸(HAHBHD)溶液,滴定的曲线如图所示,下列判断错误的是( )

A. 三种酸的电离常数关系:KHAKHBKHD

B. 滴定至P点时,溶液中:c(B)c(Na)c(HB)c(H)c(OH)

C. pH=7时,三种溶液中:c(A)=c(B)=c(D)

D. 当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)c(HB)c(HD)=c(OH)c(H)

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【题目】已知:25 ℃时,CH3COOHNH3·H2O的电离常数相等。

125 ℃时,取10 mL 0.1 mol·L-1醋酸溶液测得其pH3。将溶液加水稀释至100 mL,溶液pH数值范围为___________,溶液中____(填增大”“减小”“不变不能确定)。

225 ℃时,0.1 mol·L-1氨水(NH3·H2O溶液)的pH______

3)某温度下,向V1mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液中逐滴加入等浓度的醋酸溶液,溶液中pOHpH的变化关系如图。已知:pOH- lgc(OH-)。图中MQN三点所示溶液中水的电离程度最大的点是___________

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