甲醇是一种重要的可再生能源,工业上可用CO和H2合成。
(1)已知:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=—283 kJ·mol—1
CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g) +2H2O(l) △H=—725kJ·mol—1
若要求得CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)的△H,还需要知道反应(用化学方程式表示) 的焓变。
(2)在Cu2O/ZnO做催化剂的条件下,将CO(g)和H2(g)充入容积为2L的密闭容器中合成CH3OH(g),反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图。
根据题意回答下列问题:
①反应达到平衡时,平衡常数表达式K= ;
升高温度,K值 (填“增大”、“减小”
或“不变”)。
②在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2) = 。
③若其它条件不变,对处于Z点的体系,将体积压缩至原来的1/2,达到新的平衡后,下列有关该体系的说法正确的是 。
a.氢气的浓度与原平衡比减少 b.正、逆反应速率都加快
c.甲醇的物质的量增加 d.重新平衡时n(H2) /n(CH3OH)增大
④据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2有利于维持Cu2O的量不变,原因是: (写出相关的化学方程式并辅以必要的文字说明)。
(1)2H2(g)+O2(g) =2H2O(l)(只要写对反应式即给1分。没配平扣1分,没标明状态扣1分,若二者都存在只扣1分。)
(2)①; 减小。②0.2mol·L—1·s—1(没有单位或错扣1分)。③bc(各1分。填错一个倒扣1分,不出现负分。)。
④Cu2O+CO2Cu+CO2,体系中有CO2可以抑制Cu2O被还原。(3分。化学方程式给1分,文字说明給2分。若化学方程式用可逆号,文字说明只要从化学平衡角度回答都给分。若说明CO2与Cu反应生成Cu2O也给分。)
【解析】
试题分析:(1)所求反应中有H2存在,CO2和H2O都是中间产物,结合盖斯定律,可推得还需要的反应为2H2(g)+O2(g) =2H2O(l)的焓变;
(2)①根据反应,其平衡常数表达式,结合图像,可知升高温度,甲醇含量降低,平衡向逆反应方向移动,说明该反应是放热反应,故升高温度,K值减小;
②在500℃,从反应开始到平衡,甲醇增加了0.4 mol,H2消耗了0.8 mol,则氢气的平均反应速率v(H2)= =0.2 mol·L—1·s—1;
③Z点处于平衡状态,将体积压缩至原来的1/2,相当于加压了,平衡正向移动,依次进行解答;
a、各物质的浓度均比原来增大了,错误;
b、浓度增大导致正、逆反应速率都加快,正确;
c、因平衡正向移动,甲醇的物质的量增加,正确;
d、因平衡正向移动,氢气减少,甲醇增加,所以n(H2) /n(CH3OH)将减小,错误;
④二氧化碳有利于抑制反应 Cu2O+CO2Cu+CO2向正反应方向移动,维持Cu2O的量不变,。
考点:考查盖斯定律,化学平衡常数,化学平衡移动影响因素。
科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解
1 |
2 |
1 |
2 |
实验编号 | T(℃) | n(CO)/n(H2) | P(MPa) |
1 | 150 | 1/3 | 0.1 |
2 | a | 1/3 | 5 |
3 | 350 | b | 5 |
4a2 |
V2 |
4a2 |
V2 |
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科目:高中化学 来源: 题型:
1 | 3 |
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科目:高中化学 来源:2013-2014学年广东省茂名市高三第一次高考模拟考试理综化学试卷(解析版) 题型:填空题
甲醇是一种重要的化工原料。甲醇与水蒸气催化重整可获得清洁能源,具有广泛的应用前景。现有如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1mol CH3OH和1molH2O,一定条件下发生反应:CH3OH (g)+ H2O (g) CO2(g) +3 H2 (g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下表所示。?
时间 物质 | 0 min | 10 min | 30 min | 60 min | 70 min |
CO2(mol/L) | 0 | 0.2 | 0.6 | 0.8 | 0.8 |
CH3OH(mol/L) | 1.0 | 0.8 | 0.4 | 0.2 | 0.2 |
①已知:CH3OH (g)+ O2 (g) CO2(g) + 2H2 (g)? ?H1= —192.9kJ/mol?
H2(g)+ O2 (g) H2 O(g)? ?H2= —120.9kJ/mol?
则甲醇与水蒸气催化重整反应的焓变△H3=_____??????????????????? 。?
②10~30 min内,氢气的平均反应速率v(H2)=___________mol/(L·min)。?
③该反应的平衡常数表达式为K=__________________。?
④下列措施中能使平衡时n(CH3OH)/n(CO2)减小的是(双选)___________。?
A.加入催化剂?????????????? B.恒容充入He(g),使体系压强增大?
C.将H2(g)从体系中分离??? D.再充入1molH2O?
(2)甲醇在催化剂条件下可以直接氧化成甲酸。?
①在常温下,用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20. 00 mL 0.1000 mol/L 甲酸溶液过程中,当混合液的pH=7时,所消耗的V(NaOH)___(填“<”或“>”或“=”) 20. 00 mL。?
②在上述滴定操作中,若将甲酸换成盐酸,请在图中的相应位置画出相应的滴定曲线。(1滴溶液约0.04mL)?
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科目:高中化学 来源:2012-2013学年江苏省扬州、南通、泰州、宿迁四市高三第二次调研测试化学试卷(解析版) 题型:实验题
三苯甲醇是一种重要有机合成中间体,可以通过下列原理进行合成:
实验步骤如下:
①如图1所示,在三颈烧瓶中加入A,1.5 g镁屑,在滴液漏斗中加入,6.7 mL溴苯和无水乙醚,先加人1/3混合液于烧瓶中,待镁屑表面有气泡产生时,开始搅拌,并逐滴加入余下的混合液,使反应液保持微沸状态,至反应完全。
②继续加,A,3.7 g苯甲酰氯和无水乙醚,水浴回流l h 后,在冷水浴下慢慢滴加氯化铵的饱和溶液30.0 mL。
③将三颈烧瓶内的物质水浴加热蒸去乙醚,然后加,A,30.0 mL水进行水蒸气蒸馏(图2用作水蒸气发生装置),直至无油状物蒸出。
④冷却抽滤,将固体用80.0%的乙醇溶液重结晶,最终得到产品。
(1)步骤①中“逐滴加入余下的混合液”是为了防止 。
(2)若水蒸气蒸馏装置中出现堵塞现象,则图2玻璃管中水位会突然升高,此时应 ,待故障排除后再进行蒸馏。
(3)抽滤用到的主要仪器有气泵、 ,抽滤优于普通过滤的显著特点是 。
(4)步骤④中用80.0%的乙醇溶液重结晶的目的是 。
(5)用光谱法可检验所得产物是否纯净,其中用来获得分子中含有何种化学键和官能团信息的方法 。
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科目:高中化学 来源: 题型:
三苯甲醇是一种重要有机合成中间体,可以通过下列原理进行合成:
实验步骤如下:
①如图1所示,在三颈烧瓶中加入A,1.5 g镁屑,在滴液漏斗中加入,6.7 mL溴苯和无水乙醚,先加人1/3混合液于烧瓶中,待镁屑表面有气泡产生时,开始搅拌,并逐滴加入余下的混合液,使反应液保持微沸状态,至反应完全。
②继续加,A,3.7 g苯甲酰氯和无水乙醚,水浴回流l h 后,在冷水浴下慢慢滴加氯化铵的饱和溶液30.0 mL。
③将三颈烧瓶内的物质水浴加热蒸去乙醚,然后加,A,30.0 mL水进行水蒸气蒸馏(图2用作水蒸气发生装置),直至无油状物蒸出。
④冷却抽滤,将固体用80.0%的乙醇溶液重结晶,最终得到产品。
(1)步骤①中“逐滴加入余下的混合液”是为了防止 ▲ 。
(2)若水蒸气蒸馏装置中出现堵塞现象,则图2玻璃管中水位会突然升高,此时应 ▲ ,待故障排除后再进行蒸馏。
(3)抽滤用到的主要仪器有气泵、 ▲ ,抽滤优于普通过滤的显著特点是 ▲ 。
(4)步骤④中用80.0%的乙醇溶液重结晶的目的是 ▲ 。
(5)用光谱法可检验所得产物是否纯净,其中用来获得分子中含有何种化学键和官能团信息的方法 ▲ 。
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