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【题目】甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,其合成反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

(1)下表列出了一些化学键断裂需要的能量数据,则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=________

化学键

H-H

C-O

CO

H-O

C-H

E(kJ·mol-1)

436

343

1076

465

413

工业上用天然气为原料合成甲醇,分为两阶段。

I制备合成气:CH4+H2O(g)=CO+3H2

(2)为解决合成气中H2过量CO不足问题,原料气中添加CO2,发生反应CO2+H2=CO+H2O。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___

Ⅱ合成甲醇

实验室进行模拟合成实验。将1 molCO和2molH2通人密闭容器中,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示:

(3)比较T1、T2、T3的大小,并说明理由____

(4)平衡常数K(b)___ K(d)、正反应速率v(a) ___v(b)(均填“大于”“小于”或“等于”)。

(5)c点时反应的压强平衡常数Kp=___ (kPa)-2(用数字表达式表示,Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。

(6)a点时,保持温度不变,将密闭容器的容积压缩刮原来的,对平衡体系产生的影响是______

A. c(H2)减少 B.正反应速率加快,逆反应速率减慢

C.CH3OH的物质的量增加 D.重新平衡时减小E. CH3OH的体积分数增加

(7)科研人员设计了一种新型甲醇燃料电池,其电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-,该电池工作时的负极电极反应式为 ________

【答案】 -99kJ/mol 3:1 T1<T2<T3 该正反应放热,温度升高平衡逆向移动,CO的平衡转化率减小 等于 小于 CDE CH3OH-6e-+302-=CO2↑+2H2O

【解析】(1)根据△H=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量=1076+2×436-(3×413+343+465)=-99kJ/mol;正确答案:-99kJ/mol。

I (2) 可以知道,理论上一氧化碳与氢气按进行反应,由反应可以知道甲烷生成,过量,过量的氢气由二氧化碳反应,根据反应可以知道需二氧化碳,所以理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为;正确答案:3:1。

(3)该反应正反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,CO的平衡转化率减小,所以温度由小到大的顺序为 T1<T2<T3;正确答案:T1<T2<T3 ;该正反应放热,温度升高平衡逆向移动,CO的平衡转化率减小。

(4)由于平衡常数为温度的函数,温度不变,平衡常数不变,所以平衡常数K(b)= K(d);温度高反应速率快,因为T1<T2,所以正反应速率v(a) 小于v(b);正确答案:等于; 小于。

(5)已知将1 molCO和2molH2通人密闭容器中,一氧化碳的平衡转化率为35%;计算如下:

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

起始量 1 2 0

变化量 0.35 0.7 0.35

平衡量 0.65 1.3 0.35

平衡分压 0.65/2.3 1.3/2.3 0.35/2.3

c点时反应的压强平衡常数Kp=p(CH3OH)/p(CO)p2(H2)= [0.35/2.3]/ 0.65/2.3×(1.3/2.3)2=;正确答案:

6)针对于反应CO(g +2H2(g)CH3OH(g),保持温度不变,将密闭容器的容积压缩到原来的一半,相当于加压过程,平衡右移,氢气的物质的量减少,但浓度增大,所以c(H2)增大,A错误;体积变小,各物质浓度增大,正反应速率加快,逆反应速率也加快,B错误;体积缩小,压强增大,平衡右移,CH3OH的物质的量增加,C正确;将容器的容积压缩到原来的,压强增大,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动,的物质的量增加,浓度增大,氢气的物质的量减少,但浓度增大故有减小D正确;平衡右移CH3OH的物质的量增加,CH3OH的体积分数增加,E正确;正确答案:CDE。

(7) 新型甲醇燃料电池,甲醇做负极发生氧化反应,电极反应式为CH3OH-6e-+302-=CO2↑+2H2O;正确答案:CH3OH-6e-+302-=CO2↑+2H2O。

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】从能量的变化和反应的快慢等角度研究化学反应具有重要意义。

(1)已知一定条件下,反应N2+3H22NH3为放热反应;:

①下图能正确表示该反应中能量变化的是________

②根据下表数据,计算生成1molNH3时该反应放出的热量为______kJ;

化学键

H-H

N≡N

N-H

断开1mol键所吸收的能量

436kJ

946kJ

391kJ

③一定温度下,将3molH2和1molN2通入容积为2 L的密闭容器中发生反应。若5min达到平衡,测得c(NH3)=0.4mol/L,则0至5min内N2的平均化学反应速率v(N2)=______,反应开始与平衡时气体的物质的量之比为__________;若达到平衡时,该容器内混合气体总压强为p,混合气体起始压强为p0 ,请用p0、p来表示达到平衡时H2的转化率为__________

④ 在③反应条件下,能够判断该反应已经达到化学平衡状态的是______________

A.容器内混合气体密度不变

B.混合气体的压强不变

C.单位时间内生成n mol N2 的同时生成2n mol NH3

D. v (N2)=2v(NH3)

(2)原电池可将化学能转化为电能。由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验:

①装置甲中SO________ 极移动(填“A”或“B”);

②四种金属活动性由强到弱的顺序是_____________

③若装置丙中的电极为质量相等的铁棒和铜棒,电池工作一段时间后,取出洗净、干燥、称量,两电极质量差为6g,则导线中通过电子的物质的量为______mol。

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】绿矾(FeSO4·nH2O)在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。请回答下列问题:

(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化;再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。请解释变红的原因________________________

(2)为测定某绿矾中结晶水含量,按下图组装好仪器并检查气密性。将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设整个为装置A)称重,记为80.120g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为 107.020g。按下图连接好装置进行实验。

①仪器B的名称是____________________

②实验操作步骤为: 第一步: 打开K1和K2,缓缓通入N2 第二步:点燃酒精灯,小心加热;第三步:熄灭酒精灯 ;第四步:冷却到室温 ; 第五步:关闭K1和K2 第六步:称量A 。 请问: 第一步缓缓通入N2 的目的是________________________

重复上述操作步骤,直至A恒重,记为95.320g。

③计算绿矾化学式中结晶水n=________________(保留一位小数)。

(3)同学们查找资料可知,硫酸亚铁在高温下分解产物为Fe2O3 以及 SO2和SO3。为了验证硫酸亚铁分解的气体产物,将已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加强热充分反应后,管中残留固体为 _______ 色粉末。

C、D中的溶液依次为________________(填标号)。

a.品红 b.NaOH c.BaCl2 d.浓硫酸

(4)“严谨不仅仅是一种生活态度,更是科学精神”。检查装置气密性是化学实验中的重要操作之一,在上述32题实验装置气密性检查的操作是_______________________________

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列各组物质中化学键的类型完全相同的是(
A.NaCl MgCl2 Na2O
B.H2O Na2O CO2
C.CaCl2 NaOH H2SO4
D.NH4Cl H2O CO2

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】一定温度下反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)经2minB的浓度减少0.6mol·L-1,对此反应速率的表示正确的是( )

A. 用A表示的反应速率是0.4mol·L-1·min-1

B. 分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是1∶2∶3

C. 2min末的反应速率v(B)=0.3mol·L-1·min-1

D. 在这2min任意一段时间内用B和C表示的正反应速率的值随时间变化都是逐渐减小的

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列关于物质分类的正确组合是( )

物质分类

碱性氧化物

酸性氧化物

A

Na2CO3

HNO3

NaHCO3

CaO

CO2

B

NaOH

HCl

NaCl

Fe3O4

H2O2

C

Fe(OH)3

HF

CaCO3

CaO

SO2

D

NaOH

CH3COOH

CaF2

K2O

CO

A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】已知下列氧化剂均能氧化+4价的硫元素,为了除去稀硫酸中混有的亚硫酸,应选用的最合理的氧化剂是(
A.KMnO4
B.Ca(ClO)2
C.Cl2
D.H2O2

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】香烟烟雾中往往含有CO和SO2气体,下列关于这两种气体的说法正确的是(
A.两者都易溶于水
B.两者都污染环境,危害健康
C.两者都能使品红溶液褪色
D.两者都是形成酸雨的主要原因

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】为研究铜与浓硫酸的反应,某化学兴趣小组进行如下实验.

实验I:反应产物的定性探究

按如图装置(固定装置已略去)进行实验

(1)A装置的试管中发生反应的化学方程式是____________;B装置的作用是________E装置中的现象是_______

(2)实验过程中,能证明无氢气生成的现象是________

(3)F装置的烧杯中发生反应的离子方程式是_____________________

实验Ⅱ:反应产物的定量探究

(4)为测定硫酸铜的产率,将该反应所得溶液中和后配制成250.00 mL溶液,取该溶液25.00mL加入足量KI溶液中振荡,生成的I2恰好与20.00 mL 0.30 molL﹣1的Na2S2O3溶液反应,若反应消耗铜的质量为6.4g,则硫酸铜的产率为________。(已知2Cu2++4I=2CuI+I2, 2S2O32﹣+I2=S4O62﹣+2I)(注:硫酸铜的产率指的是硫酸铜的实际产量与理论产量的比值)

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