【题目】诺贝尔化学奖获得者GeorgeA.Olah提出了“甲醇经济”的概念，他建议使用甲醇来代替目前广泛使用的化石燃料用作能源储存材料和燃料。
工业上用天然气为原料，分为两阶段制备甲醇：
(i)制备合成气：CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.0kJ·mol-1
(ii)合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.67kJ·mol-1
（1）制备合成气：工业生产中为解决合成气中H2过量而CO不足的问题，原料气中需添加CO2，发生的反应(iii)：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.17kJ·mol-1，为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为_____。
（2）为节约化石能源、减少碳排放，用CO2代替CO作为制备甲醇的碳源正成为当前研究的焦点。
①请写出二氧化碳加氢合成甲醇的热化学方程式_____。
②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料气中加入一氧化碳可以降低CO2与H2反应的活化能。在200-360℃，9MPa时合成气初始组成H2、CO、CO2物质的量之比7：2：1的条件下研究甲醇的合成反应。如图所示，CO2的平衡转化率随温度升高先减小后增大，分析可能的原因是____。
（3）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式为：CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g) ΔH=+29.1kJ·mol-1
科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下：
根据图，分析工业上制取甲酸甲酯时，选择的合适条件为_____。
（4）某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH3OH为燃料，该电池工作原理见图。该反应负极电极反应式为_____。
【答案】3：1 CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5kJ·mol-1 开始时CO2和H2反应生成甲醇，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，使CO2转化率降低；当温度升高到一定程度后，CO2和H2反应生成CO该反应为吸热反应使平衡正向移动，转化率升高 4.0×106Pa，80℃ CH3OH+3CO32--6e-=4CO2+2H2O
【解析】
(1)求理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比时，可设未知数，然后利用两个相关反应得出CO2、H2的物质的量，利用n(CO2):n(H2)=1:2，求出体积比。
(2)①利用盖斯定律，得出二氧化碳加氢合成甲醇的热化学方程式。
②CO2的平衡转化率随温度升高而减小，则温度升高，平衡逆向移动，正反应应为放热反应；CO2的平衡转化率随温度升高而增大，表明升高温度，平衡正向移动，正反应为吸热反应，于是寻找符合条件的反应，分析可能的原因。
(3)从图中可以看出，增大压强，甲醇的转化率增大，但压强达到某数值时，甲醇的转化率变化很小，此点为压强的合适点；升高温度，甲醇的转化率增大，但温度达到某数值时，甲醇的转化率变化很小，此点为温度的合适点，从而确定选择的合适条件。
(4)从图中可以看出，CH3OH失电子，生成CO2和H2O，可能消耗熔融液中的CO32-。
(1)依题意知，CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)和CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)两个反应产生的CO、H2用于制甲醇的反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
设参加反应的CH4的物质的量为x，CO2的物质的量为y，
则n(CO2):n(H2)=1:2=(x+y):(3x-y)，从而求出x:y=3:1。答案为：3:1；
(2)反应(ii)：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.67kJ·mol-1
反应(iii)：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.17kJ·mol-1
①利用盖斯定律，将反应(ii)+反应(iii)，可得出二氧化碳加氢合成甲醇的热化学方程式CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5kJ·mol-1。答案为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5kJ·mol-1；
②涉及CO2与H2反应的方程式有以下两个：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5kJ·mol-1；CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.17kJ·mol-1。
对于前一个反应，反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率减小；对于后一个反应，反应为吸热反应,升高温度，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大。则如图所示，CO2的平衡转化率随温度升高先减小后增大，可能的原因是：开始时CO2和H2反应生成甲醇，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，使CO2转化率降低；当温度升高到一定程度后，CO2和H2反应生成CO该反应为吸热反应使平衡正向移动，转化率升高。答案为：开始时CO2和H2反应生成甲醇，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，使CO2转化率降低；当温度升高到一定程度后，CO2和H2反应生成CO该反应为吸热反应使平衡正向移动，转化率升高；
(3)从图中可以看出，增大压强，甲醇的转化率增大，但压强达到4.0×106Pa时，甲醇的转化率变化很小，此点为压强的合适点；升高温度，甲醇的转化率增大，但温度达到80℃时，甲醇的转化率变化很小，此点为温度的合适点，从而确定选择的合适条件为4.0×106Pa，80℃。答案为：4.0×106Pa，80℃；
(4)从电子流向看，a电极为负极，此电极加入CH3OH，从箭头的指向看，CH3OH失电子，生成CO2和H2O，可能消耗熔融液中的CO32-，于是得出电极反应式为CH3OH+3CO32--6e-=4CO2+2H2O。答案为：CH3OH+3CO32--6e-=4CO2+2H2O。
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】氮化钡（Ba3N2）是一种重要的化学试剂。高温下，向氢化钡（BaH2）中通入氮气反应可制得氮化钡。已知：Ba3N2遇水反应；BaH2在潮湿空气中能自燃，遇水反应。用图示装置制备氮化钡时，下列说法不正确的是（ ）
A.装置乙中反应的化学方程式为NaNO2＋NH4Cl
N2↑＋NaCl＋2H2O
B.气流由左向右的字母连接顺序为c→a→b→d→e→g→f
C.实验时，先点燃装置乙中的酒精灯，反应一段时间后，再点燃装置丙中的酒精喷灯进行反应
D.装置甲中的浓硫酸和装置丁中的碱石灰都是用于吸收水蒸气，防止水蒸气进入装置丙中
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】某密闭容器中放入一定量的NO2，发生反应2NO2(g)
N2O4(g) △H<0，在达平衡后，若分别单独改变下列条件，重新达到平衡后，有可能使平衡混合气体平均相对分子质量减小的是
A.通入NO2B.通入N2O4C.通入N2D.降低温度
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】下列关于各装置与其对应的实验目的或得到的实验结论的说法中正确的是（ ）
选项 | A | B | C | D |
实验装置 |
探究温度对平衡2NO2 |
|
|
|
目的或结论 | 探究温度对平衡2NO2 | 试管中收集到无色气体，说明铜与浓硝酸的反应产物是NO | 海带提碘时，用上述装置灼烧海带 | 除去HCl气体中混有的少量Cl2 |
A.AB.BC.CD.D
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】硫酸钙是一种用途非常广泛的产品，可用于生产硫酸、漂白粉等一系列物质（见下图）。下列说法正确的是
A.CO、SO2、SO3均是酸性氧化物
B.工业上利用Cl2和澄清石灰水反应来制取漂白粉
C.除去与水反应，图示转化反应均为氧化还原反应
D.用CO合成CH3OH进而合成HCHO的两步反应，原子利用率均为100%
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】下列热化学方程式中，能够表示物体燃烧热的是（ ）
A.C（s）＋
O2（g）=CO（g）；
ΔH=－110.5kJ/mol
B.H2（g）＋Cl2（g）=2HCl（g）；ΔH=－184.6kJ/mol
C.H2（g）＋O2（g）=H2O（g）；ΔH=－241.8kJ/mol
D.C8H18（g）+
O2（g）=8CO2（g）＋9H2O（l）；ΔH=－5518kJ/mol
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】甲醇是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景。请回答下列问题：
(1)工业生产甲醇的常用方法是CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) ΔH＝－90.8 kJ·mol－1。
已知：2H2(g)＋O2(g)==2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1；
2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH＝－566.0 kJ·mol－1；
CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH＝－37.3 kJ·mol－1。
计算液体CH3OH的燃烧热为_______________。
(2)甲醇不完全燃烧产生的CO可利用I2O5来除去，其反应为5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g) +I2(s)。不同温度下，向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入2 mol CO，测得的CO2体积分数随着时间t变化曲线如图所示。则：
①T2温度时，0~0.5 min的反应速率v(CO)=___________。
②T1温度时，反应达到平衡，CO的转化率为_______，化学平衡常数K=_______(用具体数值表示)。
③下列说法正确的是_________(填编号)。
A.容器内压强不变，表明反应达到平衡状态
B.容器内气体密度不变，表明反应达到平衡状态
C.单位时间内，消耗a mol CO，同时消耗2a mol CO2， 表明反应v(正)<v(逆)
D.两种温度下，c点时体系中混合气体的压强相等
E.反应5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)为吸热反应
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】蒽(
)与苯炔(
)反应生成化合物X(立体对称图形)，如图所示：
(1)蒽与X都属于__；
a．环烃 b．烷烃 c．芳香烃
(2)苯炔的分子式为__，苯炔不具有的性质是__；
a．能溶于水 b．能发生氧化反应 c．能发生加成反应 d．常温常压下为气体
(3)下列属于苯的同系物的是__(填字母符号)；
(4)能发生加成反应，也能发生取代反应，同时能使溴水因反应褪色，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是__。
A.
B.C6H14 C.
D.
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】在相同温度下(T＝500K)，有相同体积的甲、乙两容器，且保持体积不变，甲容器中充入1gSO2和1gO2，乙容器中充入2gSO2和2gO2。下列叙述中错误的是（ ）
A.化学反应速率：乙>甲B.平衡时O2的浓度：乙>甲
C.平衡时SO2的转化率：乙>甲D.平衡时SO2的体积分数：乙>甲
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com
