【題目】甲醇是一種綠色能源,是機(jī)動車燃油的最佳替代品。請回答下列有關(guān)問題:

(1)用CO可以合成甲醇。已知:

。瓹H3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-764.5 kJmol-1;

ⅱ.CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=-283.0 kJmol-1;

ⅲ.H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=-285.8 kJmol-1;

則 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=________kJ·mol-1。

(2)利用CO2及H2為原料,在合適的催化劑(如Cu/ZnO催化劑)作用下,也可合成CH3OH,涉及的反應(yīng)有:

ⅳ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-53.7 kJmol-1平衡常數(shù) K1;

ⅴ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41.2 kJmol-1平衡常數(shù)K2

下列四組實(shí)驗(yàn),若控制CO2和H2初始投料比均為1∶2.2,經(jīng)過相同反應(yīng)時(shí)間測得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):

溫度(K)

催化劑

CO2轉(zhuǎn)化率(%)

543

Cu/ZnO納米棒材料

12.3

543

Cu/ZnO納米片材料

10.9

553

Cu/ZnO納米棒材料

15.3

553

Cu/ZnO納米片材料

12.0

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)K=___________(用含K1、K2的表達(dá)式表示)。

②有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有_________。

a.使用Cu/ZnO納米棒襯料

b.使用Cu/ZnO納米片材料

c.降低反應(yīng)溫度

d.保持投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度

e.增大CO2和H2的初始投料比

③由表格中的數(shù)據(jù)可知,相同溫度下不同的催化劑對CO2的轉(zhuǎn)化率不同,造成該結(jié)果的原因是_________________________________________。

(3)甲醇燃料電池是目前技術(shù)最成熟,應(yīng)用最廣泛的一種燃料電池,其工作原理如下圖所示:

①a氣體的名稱是_________。

②甲池所在電極為原電池的______極,其電極反應(yīng)式為__________________________。

③電解液中,H+的移動方向?yàn)?/span>_____________。

【答案】 -90.1 c d 此時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡,不同的催化劑對反應(yīng)ⅳ的催化能力不同 甲醇 負(fù) CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+ 從甲池穿過交換膜進(jìn)入乙池

【解析】(1)考查蓋斯定律的應(yīng)用,ii+2×iii-i,得出△H=(-283-285.8×2+764.5)kJ·mol-1=-90.1kJ·mol-1;(2)考查化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)形式以及影響化學(xué)平衡移動的因素,K1=,K2=,K=,則有K=;a、催化劑對化學(xué)平衡的移動無影響,故a錯(cuò)誤;b、催化劑對化學(xué)平衡的移動無影響,故b錯(cuò)誤;c、此反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,提高CO2的轉(zhuǎn)化率,故c正確;d、增加反應(yīng)物的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率提高,故d正確;e、增大CO2H2的初始投料比,即增大CO2的量,雖然平衡向正反應(yīng)方向移動,但CO2的轉(zhuǎn)化率降低,故e錯(cuò)誤;③催化劑對化學(xué)平衡的移動無影響,根據(jù)表中數(shù)據(jù),說明此反應(yīng)未達(dá)到平衡,不同的催化劑對反應(yīng)ⅳ的催化能力不同;(3)考查原電池的工作原理和電極反應(yīng)式的書寫,①根據(jù)工作裝置圖,以及原電池的工作原理,電子從負(fù)極出發(fā),經(jīng)外電路流向正極,即左端電極為負(fù)極,右端電極為正極,a為甲醇;②根據(jù)①的分析,甲池中電極為負(fù)極,交換膜是質(zhì)子交換膜,因此環(huán)境是酸性,即電極反應(yīng)式為 CH3OH+H2O-6e=CO2+6H;③根據(jù)原電池的工作原理,陽離子向正極移動,即H從甲池通過交換膜進(jìn)入乙池。

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:

【題目】

I)該硫酸的物質(zhì)的量濃度是________。

II)某化學(xué)興趣小組進(jìn)行硫酸性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究時(shí),需要240mL1.84mol/L的稀硫酸。可供選抒的儀器由:玻璃棒 燒瓶 燒杯 膠頭滴管 量筒 容量瓶 托盤天平 藥匙 請冋答下列問題:

(1) 上述儀器中,再配置稀硫酸時(shí)用不到的有________ (填代號)

(2) 經(jīng)計(jì)算,需:濃硫酸的體積為_____________。現(xiàn)有:

①10mL ②50mL ③100mL三種規(guī)格的量筒,你選用的量筒是______ (填代號)

將上述硫酸迸行稀釋的實(shí)驗(yàn)操作有:___________________。

3)在配制稀硫酸過程中,其他操作都準(zhǔn)確,能引起誤差偏高的有:_________ (填代號)

洗滌量取濃硫酸的量筒,并將洗滌液轉(zhuǎn)移到容量瓶中

容量瓶用1moll/L稀硫酸潤洗

轉(zhuǎn)移前,容量瓶中含存少量蒸餾水

.取濃硫酸時(shí)俯視讀刻度

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】血液中的鈣離子平衡在臨床醫(yī)學(xué)中具有重要的意義。某研究小組為測定血液樣品中Ca2的含量,進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)如下:

①量取5.0 mL血液樣品,處理后配制成100 mL溶液;

②量取10.0 mL溶液,加入過量(NH4)2C2O4溶液,使Ca2完全轉(zhuǎn)化成CaC2O4沉淀;

③過濾并洗凈所得的CaC2O4沉淀,用過量稀硫酸溶解,生成H2C2O4CaSO4稀溶液;

④加入0.001 mol·L1的酸性KMnO4溶液,使H2C2O4完全氧化,同時(shí)產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體,消耗酸性KMnO4溶液的體積為2.00 mL

1步驟①中用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、量筒、________________________。

2步驟②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________。

3步驟④中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________;氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為___________________。

4血樣中Ca2的含量為________g·mL1。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知a、b、c三種有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)如下:(a)、(b)、(c)下列有關(guān)說法不正確的是( )

A. a、b、c的分子式均為C8H8 B. a、b、c中一氯代物最多的為5種

C. a、b、c均能與H2發(fā)生加成反應(yīng) D. a、b均能使酸性KMnO4溶液褪色

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】NA為阿伏伽德羅常數(shù),下列說法不正確的是

A常溫常壓下,28gCON2混合氣體中含有的原子總數(shù)為2

B標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L的水中含有水分子0.5NA

C2molOH-中電子數(shù)為20NA

D0.1molFeCl3形成FeOH3膠體,FeOH3膠粒的數(shù)目小于0.1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】按要求回答下列問題

(1)金剛石晶體中含有共價(jià)鍵形成的C原子環(huán),其中最小的C環(huán)上有_______個(gè)C原子。

(2)CsCl晶體中每個(gè)Cs+周圍有_________個(gè)Cl-,每個(gè)Cs+周圍與它最近且距離相等的Cs+共有________個(gè)。

(3)白磷分子中的鍵角為__________,分子的空間結(jié)構(gòu)為__________,每個(gè)P原子與___個(gè)P原子結(jié)合成共價(jià)鍵。若將1分子白磷中的所有P-P鍵打開并各插入一個(gè)氧原子,共可結(jié)合_______個(gè)氧原子, 若每個(gè)P原子上的孤對電子再與氧原子配位,就可以得到磷的另一種氧化物_______________(填分子式)。

(4)二氧化硅是一種________晶體,每個(gè)硅原子周圍有_________個(gè)氧原子。

(5)晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元都是由硼原子組成的正二十面體的原子晶體。其中含有20個(gè)等邊三角形和一定數(shù)目的頂角,每個(gè)頂角各有一個(gè)原子,試觀察圖形回答。這個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元由_____個(gè)硼原子組成,共含有________個(gè)B-B鍵。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】足量Zn粉與50ml、 01mol/L的稀硫酸充分反應(yīng)。為了減慢此反應(yīng)速率而不改變H2的產(chǎn)量,可以使用如下方法中的

Na2SO4溶液;改用50ml、01mol/L的稀鹽酸;改用50ml、005mol/L的硝酸;

加適量Na2CO3溶液;減壓;冰水浴;

A. ①⑥ B. ①⑤⑥ C. ①②⑤⑥ D. ①②③⑤⑥

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】苯丙醇異丁酸酯()是一種合成香料,其中一種合成路線如圖:

已知:R-CH=CH2R-CH2CH2OH。請回答下列問題:
1A的化學(xué)名稱是______________,B中含有的官能團(tuán)名稱是________________。

(2)在一定條件下,A與水反應(yīng)也可以生成B或另外一種生成物,該反應(yīng)的反應(yīng)類型為___________,“另外一種生成物”的結(jié)構(gòu)簡式為_____________________________。

(3)C可被新制的Cu(OH)2懸濁液氧化,也可以被其他氧化劑所氧化。寫出C與銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________________________。

(4)D的核磁共振氫譜顯示為6組峰,且峰面積之比為1∶1∶1∶1∶2∶2,則D的結(jié)構(gòu)簡式為_______________;D的同分異構(gòu)體有多種,其中苯環(huán)上有兩個(gè)不含環(huán)狀的取代基,并能與Na反應(yīng)的同分異構(gòu)體有_______種(不含立體異構(gòu))。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】按要求書寫離子方程式:

1)向NaHSO4溶液中,逐滴加入BaOH2溶液至溶液顯中性_____________________________

2)向NaHSO4溶液中,逐滴加入BaOH2溶液至SO42恰好完全沉淀_________________

3重鉻酸銨[(NH4)2Cr2O7]受熱發(fā)生氧化還原反應(yīng),下列各組重鉻酸銨受熱分解產(chǎn)物的判斷符合實(shí)際的是__________

A.CrO3NH3H2O B.Cr2O3NH3H2O

C.CrO3N2H2O D.Cr2O3N2H2O

4300mL 0.2mol/LKI溶液與一定量的酸性KMnO4溶液恰好反應(yīng),生成等物質(zhì)的量的I2KIO3,KMnO4被還原成Mn2+,消耗KMnO4物質(zhì)的量為__________

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同步練習(xí)冊答案