【題目】氫氣是一種理想的綠色能源。利用生物發(fā)酵得到的乙醇制取氫氣,具有良好的應(yīng)用前景。乙醇水蒸氣重整制氫的部分反應(yīng)過程如下圖所示:

已知:反應(yīng)I和反應(yīng)II的平衡常數(shù)隨溫度變化曲線如圖所示。

1)反應(yīng)I中,1 mol CH3CH2OH(g)參與反應(yīng)后的熱量變化是256 kJ。

H2O的電子式是:_________________。

反應(yīng)I的熱化學(xué)方程式是:___________________________。

2)反應(yīng)II,在進(jìn)氣比[n(CO) : n(H2O)]不同時(shí),測(cè)得相應(yīng)的CO的平衡轉(zhuǎn)化率見下圖(各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度可能相同,也可能不同)。

圖中D、E兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度分別為TDTE。判斷:TD_______TE(填” “)。

經(jīng)分析,AEG三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度相同,其原因是A、EG三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的____相同。

當(dāng)不同的進(jìn)氣比達(dá)到相同的CO平衡轉(zhuǎn)化率時(shí),對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度和進(jìn)氣比的關(guān)系是______。

3)反應(yīng)III,在經(jīng)CO2飽和處理的KHCO3電解液中,電解活化CO2制備乙醇的原理如下圖所示。

陰極的電極反應(yīng)式是__________________________。

從電解后溶液中分離出乙醇的操作方法是______________。

【答案】 CH3CH2OH(g) + H2O(g) === 4H2(g) + 2CO(g) △H = +256 kJ·mol-1 化學(xué)平衡常數(shù) 進(jìn)氣比越大,反應(yīng)溫度越低 14CO2 + 12e + 9H2O = CH3CH2OH + 12HCO3 蒸餾

【解析】

(1) H2O的電子式為,故答案為:;

1 mol CH3CH2OH(g)參與反應(yīng)后的熱量變化是256 kJ,根據(jù)圖像,反應(yīng)I隨著溫度升高,平衡常數(shù)增大,說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),因此熱化學(xué)方程式為CH3CH2OH(g) + H2O(g) === 4H2(g) + 2CO(g) H = +256 kJ·mol-1,故答案為:CH3CH2OH(g) + H2O(g) === 4H2(g) + 2CO(g) H = +256 kJ·mol-1;

(2)①根據(jù)圖像,反應(yīng)II隨著溫度升高,平衡常數(shù)減小,說明正反應(yīng)放熱反應(yīng),升溫平衡逆向進(jìn)行,CO轉(zhuǎn)化率減小,圖中DE兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度分別為TDTED點(diǎn)CO轉(zhuǎn)化率大于E點(diǎn)CO轉(zhuǎn)化率,說明TDTE ,故答案為:<;

E點(diǎn)平衡常數(shù)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始量 1 100

變化量 0.50.50.50.5

平衡量 0.50.50.50.5

K=1

A點(diǎn)平衡常數(shù)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始量 1200

變化量

平衡量

K=1

G點(diǎn)平衡常數(shù)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始量3200

變化量1.21.21.21.2

平衡量1.80.8121.2

K==1,

AEG三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)相同,因此反應(yīng)溫度相同,故答案為:化學(xué)平衡常數(shù);

已知CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-42kJmol-1,反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向進(jìn)行,CO轉(zhuǎn)化率減小,當(dāng)不同的進(jìn)氣比達(dá)到相同的CO平衡轉(zhuǎn)化率時(shí),圖中B、E兩點(diǎn)E點(diǎn)的進(jìn)氣比大于B點(diǎn),但轉(zhuǎn)化率相同,因此需要平衡正向移動(dòng),則E點(diǎn)溫度低于B點(diǎn),即進(jìn)氣比越大,反應(yīng)溫度越低,故答案為:進(jìn)氣比越大,反應(yīng)溫度越低;

(3) 根據(jù)圖示,陰極發(fā)生還原反應(yīng),二氧化碳得到電子生成乙醇,根據(jù)題意,同時(shí)生成HCO3,電極反應(yīng)式為14CO2 + 12e + 9H2O = CH3CH2OH + 12HCO3,故答案為:14CO2 + 12e + 9H2O = CH3CH2OH + 12HCO3;

乙醇乙揮發(fā),可以通過蒸餾的方法從電解后溶液中分離出乙醇,故答案為:蒸餾。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有機(jī)物J是我國(guó)自主成功研發(fā)的一種新藥。合成J的一種路線如圖:

1)由A生成B的反應(yīng)所需的試劑及反應(yīng)條件為___。

2)由B生成C的反應(yīng)類型為___。

3D___(填寫存在不存在)順反異構(gòu)現(xiàn)象。

4C與新制氫氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為___(該條件下苯環(huán)上的溴不參與反應(yīng))。

5)寫出同時(shí)滿足下列條件的J的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式___。

①分子中除苯環(huán)外不含其它環(huán)狀結(jié)構(gòu);

②能發(fā)生銀鏡反應(yīng);

③分子中只含有有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫。

6)寫出以乙醇和乙酸為原料制備的合成路線圖___(無機(jī)試劑和乙醚任用,合成路線圖示例見本題題干)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在某一容積為 2L 的恒容密閉容器中,A、B、C、D 四種氣體物質(zhì)發(fā)生可逆反應(yīng),其物質(zhì)的量 n(mol)隨時(shí)間 t(min)的變化曲線如圖所示;卮鹣铝袉栴}:

(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

(2) 2min 內(nèi)用 A 的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為____

(3) 2min 時(shí),圖象發(fā)生改變的原因可能是_____ (填字母)

A.增大 B 的物質(zhì)的量 B.降低溫度 C.加入催化劑 D.減小 A 的物質(zhì)的量

(4)不同條件下的該反應(yīng)的速率:①v(A)1.0mol·L1·s1,②v(B)1.0 m ol·L1·s1,③v(C)1.2 mol·L1·s1,④v(D)=1.2mol·L1·s1。其中反應(yīng)速率最快的是___ (填序號(hào))。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)電解質(zhì)溶液的說法正確的是

A. 在蒸餾水中加入NH4NO3固體,Kw不變

B. 加水稀釋FeCl3溶液,c(Fe3+)/ c(Cl-)的值減小

C. 加熱蒸干并灼燒Al(NO3)3溶液得到Al(OH)3固體

D. 濃度均為0.1 mol·L-1Na2CO3NaHCO3的混合溶液中:3c(Na+)2[c(CO32- )c(HCO3-)+ c(H2CO3)]

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)對(duì)氣體A樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):①將樣品溶于水,發(fā)現(xiàn)氣體A易溶于水;②將A的濃溶液與MnO2 共熱,生成一種黃綠色氣體單質(zhì)B,B通入石灰乳中可以得到漂白粉。

1)寫出A、B的化學(xué)式:A____________,B_______________。

2)寫出A的濃溶液與MnO2 共熱的化學(xué)方程式:_________________________。

3)寫出B通入石灰乳中制取漂白粉的化學(xué)方程式:_______________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知下列物質(zhì)在20℃下的Ksp如下,

化學(xué)式

AgCl

AgBr

AgI

Ag2S

Ag2CrO4

顏色

白色

淺黃色

黃色

黑色

紅色

Ksp

2.0×1010

5.4×1013

8.3×1017

2.0×1048

2.0×1012

下列說法不正確的是

A. 20℃時(shí),上述五種銀鹽飽和溶液中,Ag物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是:Ag2CrO4AgClAgBrAgIAg2S

B. BaCl2溶液中加入AgNO3KBr,當(dāng)兩種沉淀共存時(shí),c(Br -) /(Cl -)2.7×103

C. 測(cè)定水體中氯化物的含量,常用標(biāo)準(zhǔn)硝酸銀法進(jìn)行滴定,滴定時(shí),應(yīng)加入的指示劑是K2CrO4

D. 某溶液中含有ClBrI,濃度均為0.010 mol·L-1,向該溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1AgNO3溶液時(shí),Cl最先沉淀出來

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】我國(guó)學(xué)者研制了一種納米反應(yīng)器,用于催化草酸二甲酯(DMO)和氫氣反應(yīng)獲得EG。反應(yīng)過程示意圖如下:

下列說法不正確的是

A. Cu納米顆粒將氫氣解離成氫原子

B. 1mol DMO分子進(jìn)行水解可以得到1mol甲醇

C. 反應(yīng)過程中生成了MG和甲醇

D. EG和甲醇不是同系物

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】A、B、C、D均為中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì),且含有一種相同的元素,它們之間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系,其中A是單質(zhì)。

1)若A是一種淡黃色固體,B是氣態(tài)氫化物,C、D為氣態(tài)氧化物,且C是形成酸雨的主要物質(zhì)。請(qǐng)寫出CB反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________。

2)若B是氣態(tài)氫化物,C、D為氣態(tài)氧化物,且C、D是形成光化學(xué)煙霧的一個(gè)重要原因。請(qǐng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________。實(shí)驗(yàn)室中檢驗(yàn)氣體B存在用的試劑或用品為________________。

3)若BD既能溶于強(qiáng)酸溶液,又能溶于強(qiáng)堿溶液,反應(yīng)②③均需要強(qiáng)堿性溶液,反應(yīng)可以通過滴加少量稀鹽酸實(shí)現(xiàn)。據(jù)此判斷A元素在周期表中的位置是_________________。請(qǐng)寫出的離子方程式_________________________________。

4)若C是一種淡黃色固體,常用于吸吸面具中的供氧劑,D是一種強(qiáng)堿。寫出反應(yīng)的離子方程式_________________________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列敘述正確的是

A. 24 g 鎂與27 g鋁中,含有相同的質(zhì)子數(shù)

B. 同等質(zhì)量的氧氣和臭氧中,電子數(shù)相同

C. 1 mol重水與1 mol水中,中子數(shù)比為21

D. 1 mol乙烷和1 mol乙烯中,化學(xué)鍵數(shù)相同

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