近年來(lái),由CO2催化加氫合成甲醇的相關(guān)研究受到越來(lái)越多的關(guān)注.該方法既可解決CO2廢氣的利用問(wèn)題,又可開(kāi)發(fā)生產(chǎn)甲醇的新途徑,具有良好的應(yīng)用前景.已知4.4g CO2氣體與H2經(jīng)催化加成生成CH3OH氣體和水蒸氣時(shí)放出4.95kJ的能量.
(1)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:
(2)在270℃、8MPa和適當(dāng)催化劑的條件下,CO2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到22%,則4.48m3(已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況)的CO2能合成CH3OH氣體的物質(zhì)的量是 ,此過(guò)程中能 放出熱量 kJ.
(3)又已知H2O(g)═H2O(l)△H=﹣44kJ/mol,則22g CO2氣體與H2反應(yīng)生成CH3OH氣體和液態(tài)水時(shí)放出熱量為 .
(4)根據(jù)該反應(yīng)特點(diǎn),有利于甲醇合成的條件是 .
A.高壓高溫 B.低壓高溫
C.高壓低溫 D.低壓低溫.
考點(diǎn):
熱化學(xué)方程式;有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算;化學(xué)平衡的影響因素.
專題:
化學(xué)反應(yīng)中的能量變化.
分析:
(1)計(jì)算1mol二氧化碳和氫氣化合生成甲醇和水放熱,結(jié)合熱化學(xué)方程式書寫方法標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和反應(yīng)焓變寫出;
(2)依據(jù)碳元素守恒計(jì)算合成甲醇物質(zhì)的量,根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算放出的熱量;
(3)依據(jù)合成甲醇的熱化學(xué)方程式和H2O(g)═H2O(l)△H=﹣44kJ/mol,利用蓋斯定律計(jì)算得到1mol二氧化碳反應(yīng)放出熱量,得到22g二氧化碳即0.5mol二氧化碳反應(yīng)放出的熱量;
(4)依據(jù)反應(yīng)特征是氣體體積減小的放熱反應(yīng),結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析選項(xiàng).
解答:
解:(1)4.4g CO2氣體完全合成CH3OH和水蒸氣放出熱量4.95kJ,則1mol CO2完全合成CH3OH和水蒸氣放熱49.5kJ,熱化學(xué)方程式為:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣49.5kJ/mol,
故答案為:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣49.5kJ/mol;
(2)n(CH3OH)=n(CO2)=×22%=44mol,每生成1mol CH3OH(g)放熱49.5kJ,則此過(guò)程中放出熱量為:(44×49.5)kJ=2178kJ;
故答案為:44mol;2178;
(3)由H2O(g)═H2O(l)△H=﹣44kJ/mol以及(1)中的熱化學(xué)方程式可知,1mol CO2完全合成CH3OH并生成液態(tài)水時(shí)放出熱量為44kJ+49.5kJ=93.5kJ.則22g CO2即0.5mol CO2與H2反應(yīng)時(shí),放出熱量為93.5kJ÷2=46.75kJ,
故答案為:46.75kJ;
(4)該反應(yīng)正反應(yīng)放熱,低溫有利于CO2合成CH3OH,又因正反應(yīng)為體積減小的反應(yīng),高壓有利于CO2合成CH3OH,所以低溫高壓體積有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,故選C.
點(diǎn)評(píng):
本題考查了熱化學(xué)方程式書寫和計(jì)算應(yīng)用,化學(xué)平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用,掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵,題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014-2015學(xué)年河北省高三下學(xué)期三調(diào)考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
有關(guān)化學(xué)資源的合成、利用與開(kāi)發(fā)的敘述合理的是
A.大量使用化肥和農(nóng)藥,能不斷提高農(nóng)作物產(chǎn)量
B.通過(guò)有機(jī)合成,可以制造出比鋼鐵更強(qiáng)韌的新型材料
C.安裝煤炭燃燒過(guò)程的“固硫”裝置,主要是為了提高煤的利用率
D.開(kāi)發(fā)利用可燃冰(固態(tài)甲烷水合物),有助于海洋生態(tài)環(huán)境的治理
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
下列說(shuō)法正確的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)( 。
| A. | 1mol聚乙烯含有的原子數(shù)目為6NA |
| B. | 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L二氯甲烷所含分子數(shù)為0.5NA |
| C. | 2.8g乙烯和丙烯的混合氣體中所含碳原子數(shù)為0.2NA |
| D. | 1mol甲基含10NA個(gè)電子 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
可逆反應(yīng)aA(s)+bB(g)⇋cC(g)+dD(g)△H=Q kJ•mol﹣1,反應(yīng)過(guò)程中,當(dāng)其他條件不變時(shí),某物質(zhì)在混合物中的含量與溫度(T)、壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示,據(jù)圖分析,以下正確的是( 。
| A. | T1>T2,Q>0 | B. | T1<T2,Q<0 |
| C. | p1>p2,a+b=c+d | D. | p1<p2,a+b=c+d |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
已知X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)的△H<0,在恒容密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列說(shuō)法正確的是( 。
| A. | 升高溫度,平衡將正向移動(dòng) |
| B. | 3V正(X)═V逆(Y) |
| C. | 降低溫度,混合氣體的密度變小 |
| D. | 增加X(jué)的物質(zhì)的量,Y的轉(zhuǎn)化率降低 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
關(guān)于活化分子說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
A. 發(fā)生有效碰撞的分子一定是活化分子
B. 活化分子間的碰撞一定是有效碰撞
C. 能發(fā)生有效碰撞的分子必須具有相當(dāng)高的能量
D. 使用催化劑能改變分子的活化能
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說(shuō)法,不正確的是()
A. 化學(xué)反應(yīng)速率是衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的物理量
B. 化學(xué)反應(yīng)速率的大小主要取決于反應(yīng)物的性質(zhì)
C. 化學(xué)反應(yīng)速率常用單位時(shí)間內(nèi)生成某物質(zhì)的質(zhì)量的多少來(lái)表示
D. 化學(xué)反應(yīng)速率常用單位有:mol•L﹣1•s﹣1和mol•L﹣1•min﹣1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
下列敘述正確的是( )
A.純堿、燒堿均屬堿
B.SiO2、SO2均屬酸性氧化物
C.凡能電離出H+的化合物均屬酸
D.鹽類物質(zhì)一定含有金屬離子
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
下表為4種常見(jiàn)溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和物質(zhì)的量濃度:
溶 質(zhì) HCl NaOH CH3COOH HNO3
溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 36.5 40 60 63
物質(zhì)的量濃度/mol•L﹣1 11.8 14.3 10.6 13.8
這4種溶液中密度最小的是()
A. HCl B. NaOH C. CH3COOH D. HNO3
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