9.煤的氣化和液化可能實現(xiàn)煤的綜合利用,提高煤的利用價值.煤的間接液化是指以煤為原料,先氣化(主要以水作氣化劑)制成合成氣,然后再通過一系列作用將合成氣轉(zhuǎn)化成烴類燃料、醇類燃料和化學(xué)品的過程.

(1)CH3OH、H2的燃燒熱分別為:△H=-725.5kJ•mol-1,△H=-285.8kJ•mol-1,寫出工業(yè)上以CO2、H2合成CH3OH的熱化學(xué)方程式:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(l)+H2O(l)△H=-131.9KJ/mol.
(2)金屬氧化物可被CO還原生成金屬單質(zhì)和二氧化碳.圖1是四種金屬氧化物(Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳還原時1g$\frac{c(CO)}{c(C{O}_{2})}$與溫度(t)的關(guān)系曲線圖1,700℃時,其中最難被還原的金屬氧化物是Cr2O3(填化學(xué)式),用一氧化碳還原該金屬氧化物時,若反應(yīng)方程式為最簡單整數(shù)比,該反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)數(shù)值等于10-12
(3)工業(yè)上可通過甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其化學(xué)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CH3OH(g)+CO(g)$?_{加熱}^{催化劑}$HCOOCH3(g)△H=-29.1kJ•mol-1.科研人員對該反應(yīng)進行了研究.部分研究結(jié)果如圖2所示:
①從反應(yīng)壓強對甲醇轉(zhuǎn)化率的影響“效率“看,工業(yè)制取甲酸甲酯應(yīng)選擇的壓強是3.5×106 Pa~4.0×106Pa;
②實際工業(yè)生產(chǎn)中采用的溫度是80℃,其理由是高于80℃時,溫度對反應(yīng)速率影響較小,且反應(yīng)放熱,升高溫度時平衡逆向移動,轉(zhuǎn)化率降低.

分析 (1)由甲醇和氫氣的燃燒熱,可得熱化學(xué)方程式:
①CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H1=-725.5kJ/mol;
②H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(l)△H2=-285.8kJ/mol,
根據(jù)蓋斯定律,②×3-①可得:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(l)+H2O(l);
(2)700℃時1g$\frac{c(CO)}{c(C{O}_{2})}$越大則K越小,說明反應(yīng)進行的程度小,金屬氧化物越難被還原,700℃時,K越小,說明反應(yīng)進行的程度小,金屬氧化物越難被還原;
根據(jù)方程式書寫該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式,700℃時1g$\frac{c(CO)}{c(C{O}_{2})}$與值計算;
(3)①由圖可知,在3.5×106 Pa~4.0×106Pa時轉(zhuǎn)化率相對比較大,再增大壓強,轉(zhuǎn)化率增大不多,會對設(shè)備要求較大;
②由圖可知,高于80℃時,溫度對反應(yīng)速率影響較;且反應(yīng)放熱,升高溫度時平衡逆向移動,轉(zhuǎn)化率降低.

解答 解:(1)由甲醇和氫氣的燃燒熱,可得熱化學(xué)方程式:
①CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H1=-725.5kJ/mol;
②H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(l)△H2=-285.8kJ/mol,
根據(jù)蓋斯定律,②×3-①可得:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(l)+H2O(l)△H=-131.9KJ/mol
故答案為:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(l)+H2O(l)△H=-131.9KJ/mol;
(2)700℃時1g$\frac{c(CO)}{c(C{O}_{2})}$越大則K越小,說明反應(yīng)進行的程度小,金屬氧化物越難被還原,由圖可知700℃時,其中最難被還原的金屬氧化物是Cr2O3,此時Cr2O3對應(yīng)1g$\frac{c(CO)}{c(C{O}_{2})}$=4,則$\frac{c(CO)}{c(C{O}_{2})}$=10-4,
一氧化碳還原三氧化鉻反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3CO(g)+Cr2O3(s)$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cr(s)+3CO2(g),則K=$\frac{{c}^{3}(C{O}_{2})}{{c}^{3}(CO)}$=10-12,
故答案為:Cr2O3;10-12;
(3)①從反應(yīng)壓強對甲醇轉(zhuǎn)化率的影響“效率“看,圖象中轉(zhuǎn)化率變化最大的是3.5×106 Pa~4.0×106Pa,再增大壓強,轉(zhuǎn)化率增大不多,會對設(shè)備要求較大,因選擇壓強:3.5×106 Pa~4.0×106Pa,
故答案為:3.5×106 Pa~4.0×106Pa;
②由圖可知,溫度在高于80°C對反應(yīng)速率影響不大,反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度過高,平衡逆向進行,甲醇轉(zhuǎn)化率會降低,
故答案為:高于80℃時,溫度對反應(yīng)速率影響較小,且反應(yīng)放熱,升高溫度時平衡逆向移動,轉(zhuǎn)化率降低.

點評 本題考查化學(xué)平衡計算、化學(xué)平衡圖象、蓋斯定律應(yīng)用等,側(cè)重考查學(xué)生對圖象的分析與運用知識分析解決問題的能力,難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

19.用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( 。
A.常溫常壓下,1mol丙烷共用電子對數(shù)為6NA
B.1mol甲醛與足量新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為2NA
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1L辛烷充分燃燒后生成氣態(tài)產(chǎn)物的分子數(shù)為$\frac{8}{22.4}$NA
D.0.1mol甲烷和0.1mol乙酸完全燃燒消耗的O2分子數(shù)都為0.2 NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

20.下面關(guān)于氫化物的敘述正確的是( 。
A.一個D2O分子所含的中子數(shù)為8B.NH3的結(jié)構(gòu)式為
C.HCl的電子式為D.熱穩(wěn)定性:H2S<HF

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

17.下列化學(xué)用語正確的是( 。
A.NaHCO3 的電離:NaHCO3?Na++H++CO${\;}_{3}^{2-}$
B.HS-的電離:HS-+H2O?H3O++S2-
C.H3PO4的電離:H3PO4?3H++PO${\;}_{4}^{3-}$
D.熔融狀態(tài)下NaHSO4的電離:NaHSO4═Na++SO${\;}_{4}^{2-}$

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.用試紙檢驗氣體性質(zhì)是一種重要的實驗方法,如下表所示的實驗中(可加熱),下列試紙的選用、現(xiàn)象及對應(yīng)結(jié)論均正確的一項是(  )
選項試劑濕潤的試紙現(xiàn)象結(jié)論
ANa2SO3,濃硫酸品紅試紙褪色SO2具有漂白性
B濃氨水,生石灰藍(lán)色石蕊試紙變紅氨氣為堿性氣體
C碘水淀粉試紙變藍(lán)碘具有氧化性
DCu,濃硝酸淀粉-KI試紙變藍(lán)NO2為酸性氣體
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

14.某學(xué)生為了測定部分變質(zhì)的Na2SO3樣品的純度.按圖1所示稱取一定量的Na2SO3樣品放入A裝置的燒瓶中,滴入足量的H2SO4至完全反應(yīng);然后,將B中完全反應(yīng)后的溶液與足量的BaCl2溶液反應(yīng),過濾、洗滌、干燥,得白色沉淀23.3g.回答下列問題:

(1)實驗開始時,應(yīng)先點燃D處酒精燈(填裝置字母).
(2)實驗開始后,寫出B中反應(yīng)的離子方程式Cl2+SO2+2H2O═4H++2Cl-+SO42-
(3)C中的現(xiàn)象是紅色鮮花褪色,E裝置的作用是吸收未反應(yīng)的二氧化硫和氯氣.
(4)按題給裝置和操作進行實驗,若裝置連接和實驗操作均無任何問題,該學(xué)生測得的Na2SO3的純度偏低(填“偏高”、“偏低”或“無影響”).據(jù)圖2計算原樣品中Na2SO3的純度為50.8%(精確到0.1%).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.關(guān)于金屬性質(zhì)和原因的描述不正確的是( 。
A.金屬具有光澤是因為金屬陽離子吸收了某些波長的可見光造成的
B.金屬具有良好的導(dǎo)電性,是因為在金屬晶體中共享了金屬原子的價電子,在外電場的作用下自由電子定向移動便形成了電流,所以金屬易導(dǎo)電
C.金屬具有良好的導(dǎo)熱性,是因為自由電子在受熱后,加快了運動速率,自由電子通過與金屬離子發(fā)生碰撞,傳遞了能量
D.金屬晶體具有良好的延展性,是因為金屬晶體中的原子層可以滑動而不破壞金屬鍵

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

18.一定條件下NO2與SO2可發(fā)生反應(yīng),其方程式為:NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g )△H>0,將NO2與SO2以體積比1:2置于體積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng).
①下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是BF;
A、混合氣體的壓強保持不變      B、混合氣體的顏色保持不變
C、SO3和NO的體積比保持不變D、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
E、混合氣體的密度保持不變    F、SO2和NO2的體積比保持不變
②若改變條件,使平衡常數(shù)變大,則該反應(yīng)AB.
A、一定向正反應(yīng)方向移動       B、在平衡移動時,正反應(yīng)速率先增大后減小
C、一定向逆反應(yīng)方向移動      D、在平衡移動時,逆反應(yīng)速率先增大后減。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

19.HA、H2B、H3C三種弱酸,根據(jù)“較強酸+較弱酸鹽═較強酸鹽+較弱酸”的反應(yīng)規(guī)律,它們之間能發(fā)生下列反應(yīng):A.HA+HC2-(少量)═A-+H2C-     
B.H2B(少量)+2A-═B2-+2HA
C.H2B(少量)+H2C-═HB-+H3C
回答下列問題:
(1)相同條件下,HA、H2B、H3C三種酸中,酸性最強的是H2B.
(2)A-、B2-、C3-、HB-、H2C-、HC2-六種離子中,最易結(jié)合質(zhì)子(H+)的是C3-,最難結(jié)合質(zhì)子的是HB-
(3)完成下列反應(yīng)的離子方程式HA(過量)+C3-:2HA(過量)+C3-=H2C-+2A-

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