练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

    【题目】煤的气化得CO和H2，在催化剂存在条件下进一步合成甲醇（反应I），并同时发生反 应II.

    I.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1 = -81 kJ mol-1

    II. CO(g)+H2(g) C(s)+H2O (g) △H2

    已知：①2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3 =-221 kJ mol-1

    ② H2O(g)=H2O(1) △H4 =-44.0 kJ mol-1

    ③H2的标准燃烧热为285. 8 kJ mol-1

    ④反应过程中催化剂对选择性会产生影响，甲醇选择性是指转化的CO中生成甲醇的百分比。

    请回答：

    （1）反应 II 中△H2 =______ kJ mol-1

    （2）为减弱副反应II的发生，下列采取的措施合理的是_________。

    A.反应前加入少量的水蒸气 B.增压

    C.降低反应温度 D.使用合适催化剂，平衡前提高甲醇的选择性

    （3）在常压下，CO和H2的起始加入量为10 mol、14 mol，容器体积为10 L.选用Cu/NiO催化剂，升高温度在450℃时测得甲醇的选择性为80%，CO的转化率与温度的关系如图所示，则此温度下反应I的平衡常数K=_______，并说明CO的转化率随温度升高先增大后减小的原因：____________。

    （4）350℃时甲醇的选择性为90%，其他条件不变，画出350℃时甲醇的物质的量随时间的变化曲线。_________________

    （5）甲醇燃料电池由甲醇电极、氧电极和质子交换膜构成，写出负极的电极反应式：_________。实验证明CO在酸性介质中可电解产生甲醇，写出阴极的电极反应式:__________。

    【答案】 -131.3 AD 3.2 在150℃至350℃时，测量时，反应I、II未达到平衡，随温度升高，CO转化率增大，350℃后测量时，反应I、II已达到平衡，两反应均放热，平衡逆向移动，CO转化率减小 （说明：平衡时，n=6.3） CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+ CO+4H++4e-=CH3OH

    【解析】（1）本题考查热化学反应方程式的计算，①2C(s)+O2(g)=2CO(g)，② H2O(g)=H2O(1) ，③H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l) △H=－285.8kJ·mol－1，根据II，得出：③－②－①/2，△H2=－131.3kJ·mol－1；（2）本题考查化学平衡的移动，减弱II的发生，要求II的平衡向逆反应方向移动，A、加入少量的水蒸气，增加II的生成物的浓度，平衡向逆反应方向进行，CO和H2的量增加，反应I向正反应方向进行，故A正确；B、增大压强，反应II向正反应方向进行，不利于甲醇的生成，故B错误；C、两个反应都是放热反应，降低温度，平衡都向正反应方向移动，不利于甲醇的生成，故C错误；D、根据信息④，使用合适的催化剂，提高甲醇的选择性，有利于甲醇的生成，故D正确；（3）考查化学平衡常数的计算，

    CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)

    起始： 10 14 0

    变化： 10×50%×80% 8 4 根据信息，有1molCO和1molH2参与反应II，因此达到平衡，CO和H2的物质的量都是5，甲醇的物质的量为4mol，根据平衡常数的表达式，K=，代入数值解得K=3.2，在150℃至350℃时，测量时，反应I、II未达到平衡，随温度升高，CO转化率增大，350℃后测量时，反应I、II已达到平衡，两反应均放热，平衡逆向移动，CO转化率减小 ；（4）考查化学平衡计算，根据（3）的分析，当350℃时，甲醇的选择性为90%，达到平衡n(CH3OH)=6.3，即图像为：；（5）考查电极反应式的书写，因为是质子交换膜，说明环境是酸性，甲醇在负极上失电子，转变成CO2，因此负极反应式为： CH3OH+H2O-6e－=CO2+6H＋ ；根据电解原理，阴极上得电子，化合价降低，CO中C的化合价为＋2价，甲醇中C的化合价为－2价，因此阴极反应式为CO+4H＋+4e－=CH3OH。

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：

    【题目】据报道，1994年12月科学家发现了一种新元素，它的原子核内有161个中子，质量数为272，该元素的原子序数为 （ ）

    A. 111 B. 161 C. 272 D. 433

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    【题目】向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2气体，有沉淀生成，此沉淀是(　　)

    A. BaSO4 B. FeS C. BaSO3 D. S

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    【题目】利用水钴矿（主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等）可以制取多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程，回答下列问题：

    已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+、Mg2+、Ca2+等．

    ②沉淀I中只含有两种沉淀。

    ③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表．

    沉淀物

    Fe(OH)3

    Fe(OH)2

    Co(OH)2

    Al(OH)3

    Mn(OH)2

    开始沉淀

    2.7

    7.6

    7.6

    4.0

    7.7

    完全沉淀

    3.7

    9.6

    9.2

    5.2

    9.8

    （1）浸出过程中Co2O3发生反应的离子反应方程式为___________。

    （2）NaClO3在浸出液中发生的离子反应方程式为_________________。

    （3）加入Na2CO3调PH至5.2，目的是__________________________；萃取剂层含锰元素，则沉淀II的主要成分为_____________。

    （4）操作I包括：将水层加入浓盐酸调整PH为2~3，___________、____________、过滤、洗涤、减压烘干等过程。

    （5）为测定粗产品中CoCl2·6H2O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液，过滤、洗涤、干燥，测沉淀质量。通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O质量分数大于100%,其原因可能是____________________（回答一条原因即可）。

    （6）将5.49g草酸钴晶体（CoC2O4·2H2O）置于空气中加热，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如下表．

    温度范围/℃

    固体质量/g

    150～210

    4.41

    290～320

    2.41

    经测定，整个受热过程，只产生水蒸气和CO2气体，则290～320℃温度范围，剩余的固体物质化学式为__。

    ［已知： CoC2O4·2H2O的摩尔质量为183g·mol-1］

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    【题目】五种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示，已知：E元素原子的最外层电子数是次外层的2倍。下列说法不正确的是

    A. X有多种氢化物 B. 简单阴离子的半径：Y>Z

    C. 气态氢化物的稳定性：W>Y>Z D. Y的氢化物与Z单质能发生化学反应

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    【题目】某学生欲通过实验判断A、B、C三块金属的活动性，做了如下实验并得结论：当A与B组成原电池时,A 为电池的正极；当B与C组成原电池时,电流方向为由B到C,据此可知这三种金属的活动性强弱顺序为

    A. A＞B＞C B. A＞C＞B C. C＞B＞A D. B＞C＞A

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    【题目】冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，如图，下列有关冰晶胞说法正确的是（ ）

    A. 冰晶胞内水分子间以共价键结合

    B. 每个冰晶胞平均含有4个水分子

    C. 水分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是σ键的一种

    D. 实验测得冰中氢键的作用力为18.5kJ/mol，而冰的熔化热为5.0kJ/mol，这说明冰熔化成水，氢键部分被破坏

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    【题目】曾有制药厂违反规定，购入工业用“二甘醇”代替医用丙二醇(C2H8O2)作辅料，用于“亮菌甲素注射液”的生产，导致多名患者肾功能衰歇而死亡。二甘醇又称乙二醇醚，分子式为C4H10O3(HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH)，二甘醇是一种重要的化工原料，用途十分广泛。二甘醇一般的合成路线为：

    请回答下列问题：

    （1）下列关于“丙二醇和“二甘醇”及“乙二醇”的有关说法正确的是____________

    A.丙二醇是乙二醇的同系物

    B.它们具有相同种类和数目的官能团，性质上完全相同

    C.“丙二醇”和“二甘醇”在病人体内都能被氧化为草酸

    D.分离“丙二醇”和“二甘醇”可采用分液的方法

    （2）过程I是石油加工中常用步骤，其名称为_______。

    （3）从物质B到物质C的过程如果条件控制不好会生成物质E，E可用于金属的切割，写出实验室制备E的化学方程式___________，则为了能得到二甘醇D，物质B到物质C的反应条件是_________，该反应属于________(填反应类型)。写出B可能生成E的化学方程式______。

    （4）反应Ⅲ的化学方程式为：____________。

    （5）A的一种同系物结构简式为请用系统命名法对其命名_______________。

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    【题目】W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差l；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强。下列说法不正确的是

    A. 对应简单离子半径：W>X

    B. 对应气态氢化物的稳定性：Y<Z

    C. 化合物XZW既含离子键，又含共价键

    D. Z的氢化物和X的最高价氧化物对应水化物的溶液均能与Y的氧化物反应

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案