【題目】以含1個(gè)碳原子的物質(zhì)(COCO2、CH4、CH3OH)為原料的碳一化學(xué)處于未來(lái)化學(xué)產(chǎn)業(yè)的核心,成為科學(xué)家研究的重要課題。

(1))已知CO、H2CH3OH(g)的燃燒熱分別為-283.0 kJ·mol1、-285.8 kJ·mol1-764.5 kJ·mol1。則反應(yīng)Ⅰ:CO(g)2H2(g)CH3OH(g) ΔH_____;。

(2)T1時(shí),向體積為2 L的恒容容器中充入物質(zhì)的量之和為3 molCOH2,發(fā)生反應(yīng)CO(g)2H2(g)CH3OH(g),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CH3OH(g)的體積分?jǐn)?shù)(φ)n(H2)/n(CO)的關(guān)系如圖所示。

①當(dāng)起始n(H2)/n(CO)2時(shí),經(jīng)過(guò)5 min達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為0.6,則05 min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(H2)______。若此刻再向容器中加入CO(g)CH3OH(g)0.4 mol,達(dá)到新平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率將____(填“增大”“減小”或“不變”)。

②當(dāng)n(H2)/n(CO)3.5時(shí),達(dá)到平衡后,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖像中的________(“D”“E”“F”)點(diǎn)。

(3)在一容積可變的密閉容器中充有10 mol CO20 mol H2CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)、壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。

A、B、C三點(diǎn)的平衡常數(shù)KAKB、KC的大小關(guān)系為________。

②若達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí),容器的體積為10 L,則在平衡狀態(tài)B時(shí)容器的體積為_____L。

(4)以甲醇為主要原料,電化學(xué)合成碳酸二甲酯的工作原理如圖所示。則電源的負(fù)極為__(“A”“B”),寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式____

【答案】90.1 kJ·mol1 0.12 mol·L1·min1 增大 F KAKB>KC 2 B 2CH3OHCO2e===(CH3O)2CO2H

【解析】

(1)根據(jù)CO 、H2和CH3OH的燃燒熱先書(shū)寫(xiě)熱方程式,再利用蓋斯定律計(jì)算CO(g)2H2(g)CH3OH(g) 的ΔH;

(2) ①根據(jù) 計(jì)算速率;根據(jù)Q和K的關(guān)系判斷反應(yīng)方向;②根據(jù)恒容容器中,投料比等于系數(shù)比,達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)產(chǎn)物的百分含量最大;

(3) ①相同溫度下平衡常數(shù)相等;根據(jù)圖像,CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)隨溫度升高而減小,可知升高溫度平衡逆向移動(dòng);

②根據(jù)A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)相等計(jì)算在平衡狀態(tài)B時(shí)容器的體積;

(4)由結(jié)構(gòu)示意圖可知,電解池左側(cè)發(fā)生氧化反應(yīng)、右側(cè)發(fā)生還原反應(yīng),則電解池左側(cè)為陽(yáng)極,右側(cè)為陰極。

(1)由CO(g)、H2(g)和CH3OH(g)的燃燒熱△H分別為-283.0 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-764.5 kJ·mol-1,則
①CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H=-283.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l)△H=-764.5 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8 kJ·mol-1

由蓋斯定律可知用①+③×2-②得反應(yīng)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l),
該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=-283.0 kJ·mol-1+(-285.8 kJ·mol-1)×2-(-764.5 kJ·mol-1)=-90.1 kJ·mol-1;

(2) ①當(dāng)起始n(H2)/n(CO)=2時(shí),則起始n(H2) =2mol,n(CO)=1mol,經(jīng)過(guò)5 min達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為0.6,

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

起始 0.5 1 0

轉(zhuǎn)化 0.3 0.6 0.3

平衡 0.2 0.4 0.3

0.12 mol·L-1·min-1

K9.375

若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol,則7.8125<K,所以反應(yīng)正向進(jìn)行,達(dá)到新平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率將增大;

②根據(jù)恒容容器中,投料比等于系數(shù)比,達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)產(chǎn)物的百分含量最大,所以當(dāng)n(H2)/n(CO)=3.5時(shí),達(dá)到平衡后,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖像中的F點(diǎn);

(3) ①相同溫度下平衡常數(shù)相等,所以KA=KB;根據(jù)圖像,CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)隨溫度升高而減小,可知升高溫度平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,所以KBKC,故KAKB>KC;

②A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)相等,設(shè)B點(diǎn)容器的體積為VL

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

起始 10 20 0

轉(zhuǎn)化 5 10 5

平衡 5 10 5

;

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

起始 10 20 0

轉(zhuǎn)化 8 16 8

平衡 2 4 8

;V=2L;

(4)由結(jié)構(gòu)示意圖可知,電解池左側(cè)發(fā)生氧化反應(yīng)、右側(cè)發(fā)生還原反應(yīng),則電解池左側(cè)為陽(yáng)極,連接電源的正極,右側(cè)為陰極,連接電源的負(fù)極,B為電源的負(fù)極,陽(yáng)極是甲醇、CO失去電子生成(CH32CO和氫離子,電極反應(yīng)式為:2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】許多含氮物質(zhì)是農(nóng)作物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

1)肼(N2H4)、N2O4常用于航天火箭的發(fā)射。已知下列反應(yīng):

N2(g)+O2(g) =2NO(g) ΔH=+180kJ·mol1

2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=112kJ·mol1

2NO2(g)N2O4(g) ΔH=57kJ·mol1

2N2H4(g)+N2O4(g) =3N2(g)+4H2O(g) ΔH=1136kJ·mol1

N2H4O2反應(yīng)生成氮?dú)馀c水蒸氣的熱化學(xué)方程式為_________________

2)一定溫度下,向某密閉容器中充入1 mol NO2,發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)N2O4(g),測(cè)得反應(yīng)體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)之間的關(guān)系如圖所示:

a、bc三點(diǎn)逆反應(yīng)速率由大到小的順序?yàn)?/span>_______。平衡時(shí)若保持壓強(qiáng)、溫度不變,再向體系中加入一定量的Ne,則平衡_______移動(dòng)(正向”“逆向”)。

a點(diǎn)時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率為___________,用平衡分壓代替平衡濃度也可求出平衡常數(shù)Kp,則該溫度下Kp=________Pa1。

3)已知在一定溫度下的可逆反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)中,v=kc(N2O4),v=kc2(NO2)(kk只是溫度的函數(shù))。若該溫度下的平衡常數(shù)K=10,則k=______k。升高溫度,k增大的倍數(shù)_______(大于”“小于等于”)k增大的倍數(shù)。

4)氨氣是合成眾多含氮物質(zhì)的原料,利用H2N2生物燃料電池,科學(xué)家以固氮酶為正極催化劑、氫化酶為負(fù)極催化劑,X交換膜為隔膜,在室溫條件下即實(shí)現(xiàn)了合成NH3的同時(shí)還獲得電能。其工作原理圖如下:

X膜為___________交換膜,正極上的電極反應(yīng)式為______________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應(yīng) mA(g)+nB(g)pC(g)達(dá)到平衡后,溫度不變,將氣體體積縮小到原來(lái)的1/3,達(dá)到平衡時(shí),C的濃度為原來(lái)的2.5倍,則下列說(shuō)法正確的是

A. C的體積分?jǐn)?shù)增加 B. A的轉(zhuǎn)化率降低

C. 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) D. m+n>p

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】abc、de五種短周期元素的原子半徑和最外層電子數(shù)之間的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(  )

A. 簡(jiǎn)單離子半徑:b>e

B. 常溫常壓下,ac形成的化合物可能呈固態(tài)

C. 單質(zhì)沸點(diǎn):c<d

D. de不能存在于同一離子化合物中

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】臭氧是理想的煙氣脫硝劑,其脫硝反應(yīng)為:2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行,下列由該反應(yīng)相關(guān)圖像作出的判斷正確的是( )

A

B

C

D





升高溫度,
平衡常數(shù)減小

03s內(nèi),反應(yīng)速率為:
v(NO2)=0.2molL-1

t1時(shí)僅加入催化劑,
平衡正向移動(dòng)

達(dá)平衡時(shí),僅改變x,則xc(O2)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖是中學(xué)化學(xué)中常用于混合物的分離和提純的裝置,請(qǐng)根據(jù)裝置回答問(wèn)題:

A B C D

1)從氯化鉀溶液中得到氯化鉀固體,選擇裝置______(填代表裝置圖的字母,下同)。

2A裝置中插有溫度計(jì)的玻璃儀器名稱為______

3)從碘水中分離出I2選擇裝置______,分離方法的名稱為____、______

4)裝置B在分液時(shí)為使液體順利滴下,除打開(kāi)活塞外,還應(yīng)進(jìn)行的具體操作是_____。

5)在實(shí)驗(yàn)室中取少量海水,進(jìn)行如下流程的實(shí)驗(yàn):

―→

粗鹽中含Ca2Mg2、Fe3SO42等雜質(zhì),需要提純后才能綜合利用。粗鹽提純的步驟有:①加入過(guò)量的Na2CO3溶液、诩尤脒^(guò)量的BaCl2溶液、奂尤脒^(guò)量的NaOH溶液、苡眠m量鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH等于7、萑芙狻、捱^(guò)濾、哒舭l(fā),正確的操作順序是____________(填選項(xiàng)字母)。

a.⑤③①⑥②④⑦ b.⑤①②③⑥④⑦ c.⑤②①③④⑥⑦ d.⑤③②①⑥④⑦

6)粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)中每步所加試劑均需過(guò)量,如何判斷除雜過(guò)程中所加BaCl2溶液是否過(guò)量?_______。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列圖像正確的是

A. 向氫氧化鈣和氫氧化鈉混合溶液中通入二氧化碳

B. 用氫氧化鈉溶液滴定等濃度的鹽酸和醋酸

C. 向氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳

D. 氯化氫和氯氣的混合氣體通入氫氧化鈉溶液中

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】鎳鎘(Ni—Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其充、放電按下式進(jìn)行:Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2。有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是

A.充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng):Ni(OH)2 e + OH- = NiOOH + H2O

B.充電過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程

C.放電時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性不變

D.放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH-向正極移動(dòng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是(

A. BaSO3與稀HNO3反應(yīng):BaSO3+2H+=Ba2+SO2↑+H2O

B. 用純堿溶液溶解苯酚:CO32-2C6H5OH=2C6H5OCO2H2O

C. 等體積等物質(zhì)的量濃度的NH4Fe(SO4)2Ba(OH)2混合:2Fe33SO42-3Ba26OH=3BaSO42Fe(OH)3

D. 用石墨作電極電解MgCl2溶液:2Cl2H2OCl2H22OH

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案