(15分)能源短缺是人類面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源.具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。因此甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料。

(1)已知在常溫常壓下:

     ①2CH3OH(I)十3O2(g)      2CO2(g)+4H2O(g)  △H= _1275.6 kJ·mol—1

      ②H2O(I) === H2O(g)     △H=+ 44.0 kJ.mol-1

    寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式                              (2分).

(2)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:

反應(yīng)A:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1

反應(yīng)B:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)   △H2

取五份等體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1∶3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)相同時間后,測得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如下圖所示,則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的反應(yīng)的△H1________0(填“>”、“<”或“=”)。(2分)

②對于反應(yīng)A,若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是       (2分)。

A.升高溫度                             B.增加CO2的量

C.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大            D.按原比例再充入CO2和H2      

③某溫度下,將4mol CO和12mol H2,充人2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測得c(CO) =0.5 mol·L—1,,則該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為            (2分)。

④.某種甲醇—空氣燃料電池是采用鉑作為電極,稀硫酸作電解質(zhì)溶液。其工作時負(fù)極的電極反應(yīng)式可表示為______________________                     (2分)

(3)對燃煤煙氣中的SO2、NO2設(shè)物質(zhì)的量之比為1∶1,與一定量的氨氣、空氣反應(yīng),生成硫酸銨和硝酸銨的混合物作為副產(chǎn)品化肥。,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________ 。(3分)(4)在一定物質(zhì)的量濃度的硝酸銨溶液中滴加適量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,則

溶液中c(Na+)+c(H+)_____ c(NO3-)+c(OH-)(填寫“>”“=”或“<”)(2分)

 

(1)CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  △H=-725.8 kJ·mol—1

(2)①<  ②BD  ③0.33   ④CH3OH-6e+H2O=6H+CO2

(3)12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4(NH4)2SO4+4NH4NO3

(4)<

解析:(1)燃燒熱是在一定條件下1mol可燃物完全燒熱生成穩(wěn)定的氧化物是放出的能量。(①-②)/2的CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  △H=-725.8 kJ·mol—1

(2)根據(jù)圖像可知隨著溫度的升高,甲醇的含量逐漸增大,但當(dāng)達(dá)到一定溫度時反而降低,說明溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動,過正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。反應(yīng)A是體積減小的放熱的可逆反應(yīng),高溫不利于生成甲醇,充入He,使體系總壓強(qiáng)增大但反應(yīng)物的濃度并沒有增大,所以平衡不移動,答案BD正確。

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

起始量(mol)            4       12               0

轉(zhuǎn)化量(mol)            3        6               3

平衡量(mol)            1        6               3

所以平衡常數(shù)為。

在反應(yīng)中甲醇失去電子,所以負(fù)極的電極反應(yīng)式CH3OH-6e+H2O=6H+CO2

(3)根據(jù)所給反應(yīng)物和生成物可寫出反應(yīng)式為12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4(NH4)2SO4+4NH4NO3。

(4)由電荷守恒知c(Na+)+c(H+)+c(NH4+)= c(NO3-)+c(OH-),所以c(Na+)+c(H+)< c(NO3-)+c(OH-)。

 

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:

能源短缺是人類面臨的重大問題.甲醇是一種可再生能源.具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景.因此甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料.
(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:
反應(yīng)A:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反應(yīng)B:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2
①下列條件中,能說明反應(yīng)A達(dá)到平衡狀態(tài)的是
C
C

A.生成甲醇的速率與生成水的速率相等    B.v(H2)/3=v(CH3OH)
C.恒容容器中,體系的壓強(qiáng)不再改變      D.恒容容器中,混合氣體密度不再發(fā)生改變
②在一定的壓強(qiáng)下,將CO與H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇,則
△H2
0,△S
0(填“>”、“=”或“<”).
③對于反應(yīng)B,若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是
BD
BD

A.升高溫度                        B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大        D.按原比例再充入CO和H.
④某溫度下,將2mol CO和6mol H2,充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測得c(CO)=0.2mol?L-1,則CO的轉(zhuǎn)化率為
80%
80%
,則該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
2.04
2.04

(2)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(I)十3O2(g)=CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ?mol-1
②2CO(g)+O2 (g)═2CO2 (g)△H=-566.0kJ?mol-1
③H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0kJ.mol-1
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

能源短缺是人類面臨的重大問題.甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景.
(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:
反應(yīng)I:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反應(yīng)II:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2
下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅱ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)
溫度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
①由表中數(shù)據(jù)判斷△H2
0(填“>”、“<”或“=”),
②若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是
BE
BE

A.升高溫度         B.將CH3OH(g)從體系中分離     C.使用合適的催化劑
D.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大            E.按原比例再充入 CO和 H2
③某溫度下,將2mol CO和6mol H2充入2L的恒容密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測得c(CO)=0.2mol?L-1,則CO的轉(zhuǎn)化率為
80%
80%
,此時的溫度為
250°C
250°C
(從上表中選擇);
④恒溫下,1mol CO和nmol H2在一個容積可變的密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡后,生成a molCH3OH.若起始時放入3molCO+3nmolH2,則達(dá)平衡時生成CH3OH
3a
3a
mol.
(2)某實驗小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理,設(shè)計如圖所示的原電池裝置.
①該電池工作時,OH-
負(fù)
負(fù)
極移動(填“正”或“負(fù)”),
②該電池正極的電極反應(yīng)式為
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2013?浦東新區(qū)一模)能源短缺是人類面臨的重大問題之一.甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景.工業(yè)上合成甲醇一般采用以下反應(yīng):CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)+Q
下表所列數(shù)據(jù)是上述反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)
溫度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
(1)在一定條件下將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),5分鐘后測得c(H2)=1.5mol/L,則此段時間內(nèi)的反應(yīng)速率(用CH3OH表達(dá))
0.15
0.15
mol/(L?min).
(2)由表中數(shù)據(jù)分析可知,Q
0(填“>”、“<”或“=”).其它條件不變的情況下,若壓縮容器的體積,則平衡
向正反應(yīng)方向
向正反應(yīng)方向
移動(“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”),化學(xué)平衡常數(shù)K
不變
不變
(填“增大”、“減小”或“不變”).
(3)在體積一定的密閉容器中,能說明該反應(yīng)已處于化學(xué)平衡狀態(tài)的是
c
c
(填編號).
a.V(CO)=1/2V(H2)             b.混合氣體的密度保持不變
c.反應(yīng)體系中的熱效應(yīng)不再變化     d.c(CO):c(CH3OH)=1:1
(4)尋找到合適的催化劑是實現(xiàn)反應(yīng)工業(yè)化的關(guān)鍵.該反應(yīng)使用催化劑無法實現(xiàn)的目標(biāo)是
bd
bd
(填編號).
a.提高單位時間內(nèi)甲醇的產(chǎn)量      b.增大混合氣體中甲醇的體積分?jǐn)?shù)
c.縮短達(dá)到平衡所需時間          d.提高一氧化碳的轉(zhuǎn)化率.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

能源短缺是人類面臨的重大問題.甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景.
(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反應(yīng)Ⅱ:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2
①上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是
 
(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),
②下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅱ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)
I.由表中數(shù)據(jù)判斷△H2
 
0(填“>”、“<”或“=”).
Ⅱ.若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是
 
(填序號).
A.升高溫度      B.將CH3OH(g)從體系中分離出來      C.使用合適的催化劑
D.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大           E.按原比例再充入CO和H2
Ⅲ.
溫度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
某溫度下,將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測得c(CO)=0.2mol?L-1,則CO的轉(zhuǎn)化率為
 
,此時的溫度為
 
(從上表中選擇);精英家教網(wǎng)
(2)某實驗小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理,設(shè)計如右圖所示的原電池裝置.
①該電池工作時,OH-
 
極移動(填“正”或“負(fù)”),
②該電池正極的電極反應(yīng)式為
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

能源短缺是人類面臨的重大問題.甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景.工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:
反應(yīng)I:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)+Q1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)+Q2
下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)I在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)
溫度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
(1)在一定條件下將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)I,5分鐘后測得c(CO)=0.2mol/L,計算此段時間的反應(yīng)速率(用H2表達(dá))
 
 mol/(L?min).
(2)由表中數(shù)據(jù)判斷Q1
 
0(填“>”、“<”或“=”).
(3)若容器容積不變,下列措施可提高反應(yīng)I中CO轉(zhuǎn)化率的是
 
(選填編號).
a.充入CO,使體系總壓強(qiáng)增大           b.將CH3OH(g)從體系中分離
c.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大            d.原料氣循環(huán)使用
(4)寫出反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)表達(dá)式:K=
 
;由于CO2化學(xué)惰性很大,因此找到合適的催化劑是實現(xiàn)該反應(yīng)工業(yè)化的關(guān)鍵.該反應(yīng)使用催化劑無法達(dá)到的效果是
 
(選填編號).
a.提高甲醇的單位時間產(chǎn)量      b.提高CO2的轉(zhuǎn)化率   c.縮短達(dá)到平衡所需時間.

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