下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分，試運(yùn)用所學(xué)知識，解決下列問題：

I．已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應(yīng)的平衡表常數(shù)達(dá)式為：K＝，它所對應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                            。
II．二甲醚（CH3OCH3）在未來可能替代柴油和液化氣作為潔凈液體燃料使用，工業(yè)上以CO和H2為原料生產(chǎn)CH3OCH3。工業(yè)制備二甲醚在催化反應(yīng)室中（壓力2．0～10．0Mpa，溫度230～280℃）進(jìn)行下列反應(yīng)：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H1＝－90．7kJ·mol－1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H2＝－23．5kJ·mol－1
③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H3＝－41．2kJ·mol－1
（1）催化反應(yīng)室中總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為                                         。
830℃時(shí)反應(yīng)③的K＝1．0，則在催化反應(yīng)室中反應(yīng)③的K    1．0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）在某溫度下，若反應(yīng)①的起始濃度分別為：c(CO)＝1 mol/L，c(H2)＝2．4 mol/L，5 min后達(dá)到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率為50％，則5 min內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為      　     ；若反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(CO)＝4 mol/L，c(H2)＝a mol/L；達(dá)到平衡后，c(CH3OH)＝2 mol/L，a＝        mol/L。
（3）反應(yīng)②在t℃時(shí)的平衡常數(shù)為400，此溫度下，在0．5L的密閉容器中加入一定的甲醇，反應(yīng)到某時(shí)刻測得各組分的物質(zhì)的量濃度如下：
物質(zhì)
CH3OH
CH3OCH3
H2O
c(mol/L)
0．8
1．24
1．24
 
①此時(shí)刻v正   v逆（填“大于”“小于”或“等于”
②平衡時(shí)二甲醚的物質(zhì)的量濃度是                    。
以二甲醚、空氣、KOH 溶液為原料，以石墨為電極可直接構(gòu)成燃料電池，則該電池的負(fù)極反應(yīng)式為                                              ；若以1．12L/min（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的速率向電池中通入二甲醚，用該電池電解500mL2mol/L CuSO4溶液，通電0．50 min后，計(jì)算理論上可析出金屬銅的質(zhì)量為                         
I．C(s) + H2O(g)  CO(g)+H2(g) （1分）
II．（1）3CO(g)＋3H2(g)  CH3OCH3(g) ＋CO2(g) △H1＝－246．1kJ·mol－1    > （1分）
（2）0．1mol/(L·min)  （1分）  5．4 （1分）
（3）大于（1分）   1．6mol/L （1分）
（4）CH3OCH3 -12e-+16OH - = 2CO32-+11H2O （1分）  9．6g （2分）

試題分析：I．根據(jù)題給平衡常數(shù)表達(dá)式，結(jié)合質(zhì)量守恒定律寫出，化學(xué)方程式為
C(s) + H2O(g)  CO(g)+H2(g)；II．（1）根據(jù)蓋斯定律，①×2+②+③得催化反應(yīng)室中總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為3CO(g)＋3H2(g)  CH3OCH3(g) ＋CO2(g) △H1＝－246．1kJ·mol－1；該反應(yīng)放熱，降溫平衡向正向移動(dòng)，K增大，故在催化反應(yīng)室中反應(yīng)③的K＞1．0；（2）根據(jù)v=△c/△t,將題給數(shù)據(jù)代入計(jì)算，v(CO)= 0．1mol/(L·min)；根據(jù)平衡計(jì)算——三行式計(jì)算。
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)      CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
起始濃度（mol/L）  1      2.4          0           4      a           0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）  0.5     1           0.5          2      4           2
平衡濃度（mol/L）  0.5    1.4          0.5          2      a-4         2
將有關(guān)數(shù)據(jù)代入平衡常數(shù)表達(dá)式，計(jì)算得a=5．4；
（3）①根據(jù)信息知，Q= c(CH3OCH3) c(H2O)/ c2(CH3OH),代入數(shù)據(jù)計(jì)算得Q=2.4，Q＜K，反應(yīng)正向進(jìn)行，v正大于v逆；②根據(jù)平衡計(jì)算——三行式進(jìn)行計(jì)算。平衡時(shí)二甲醚的物質(zhì)的量濃度是1．6mol/L；
（4）以二甲醚、空氣、KOH 溶液為原料，以石墨為電極可直接構(gòu)成燃料電池，二甲醚發(fā)生氧化反應(yīng)，在負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，根據(jù)原子守恒和電荷守恒，該電池的負(fù)極反應(yīng)式為CH3OCH3 -12e-+16OH - = 2CO32-+11H2O；根據(jù)電子守恒計(jì)算析出銅的質(zhì)量，2m(Cu)/64=1.12/22.4×0.5×12，m(Cu)=9.6g。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

氨是最重要的化工產(chǎn)品之一。
(1)合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。

反應(yīng)①②③為________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。
CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為___________。
(2)用氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的反應(yīng)為：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)。
①某溫度下，向容積為10 L的密閉容器中通入2 mol NH3和1 mol CO2，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝______。該溫度下平衡常數(shù)K的計(jì)算結(jié)果為_____。
②為進(jìn)一步提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率，下列措施中能達(dá)到目的的是________。
A．提高NH3的濃度B．增大壓強(qiáng)
C．及時(shí)轉(zhuǎn)移生成的尿素D．使用更高效的催化劑

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

氨有著廣泛的用途，可用于化肥、硝酸、合成纖維等工業(yè)生產(chǎn)。
（1）根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)道，在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3的TiO2）表面與水發(fā)生反應(yīng)可生成氨氣：

該反應(yīng)在固定體積的密閉容器中進(jìn)行，有關(guān)說法正確的是_____________（填序號字母）。
A．反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，
B．反應(yīng)達(dá)到平衡后，
C．體系的總壓強(qiáng)不變，說明反應(yīng)已達(dá)平衡
D．混合氣體的密度保持不變，說明反應(yīng)已達(dá)平衡
（2）液氨作為一種潛在的清潔汽車燃料已越來越被研究人員重視。它在安全性、價(jià)格等方面較化石燃料和氫燃料有著較大的優(yōu)勢。氨在燃燒試驗(yàn)機(jī)中相關(guān)的反應(yīng)有：
   ①
 ②
   ③
請寫出上述三個(gè)反應(yīng)中、、三者之間關(guān)系的表達(dá)式，＝_________。
（3）工業(yè)制硝酸的主要反應(yīng)是： ＝
①升高溫度，反應(yīng)的K值減小，則Q______（填“>”、“<”或“＝”）0。
②若反應(yīng)起始的物質(zhì)的量相同，下列關(guān)系圖錯(cuò)誤的是________（填序號）。

③在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，容器內(nèi)部分物質(zhì)的濃度如下表：
時(shí)間/濃度








起始
4.0
5.5
0
0
第2min
3.2
a
0.8
1.2
第4min
2.0
3.0
2.0
3.0
第6min
2.0
3.0
2.0
3.0
 
反應(yīng)在第2 min到第4 min時(shí)，O2的平均反應(yīng)速率為________。
反應(yīng)在第2 min時(shí)改變了條件，改變的條件可能是______________________________。
該條件下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：單選題

知：① 2C(已s)+O2(g) =2CO(g) H= -221．0kJ/mmol
②2H2(g) + O2(g) =2H2O(g)  H= -483．6kJ/ol。
則制備水煤氣的反應(yīng) C(s) +H2O(g) = CO(g) + H2(g)的H為
A．+262．6kJ/molB．-131．3kJ/molC．-352．3kJ/molD．+131．3kJ/mol

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

氮可形成多種氧化物，如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是和。實(shí)驗(yàn)測得N－N鍵鍵能為167kJ·mol－1， NO2中氮氧鍵的平均鍵能為466 kJ·mol－1，N2O4中氮氧鍵的平均鍵能為438.5 kJ·mol－1。
（1）寫出N2O4轉(zhuǎn)化為NO2的熱化學(xué)方程式：                             
（2）對反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，在溫度為T1、T2時(shí)，平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示。下列說法正確的是            

A．A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：A＞C
B．B、C兩點(diǎn)的氣體的平均相對分子質(zhì)量：B＜C
C．A、C兩點(diǎn)氣體的顏色：A深，C淺
D．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法
（3）在100℃時(shí)，將0.40mol的NO2氣體充入2 L抽空的密閉容器中，每隔一定時(shí)間就對該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下表數(shù)據(jù)：
時(shí)間（s）
0
20
40
60
80
n(NO2)/mol
0.40
n1
0.26
n3
n4
n(N2O4)/mol
0.00
0.050
n2
0.080
0.080
 
①在上述條件下，從反應(yīng)開始直至20 s時(shí)，二氧化氮的平均反應(yīng)速率為        
②n3     n4（填“>”、“<”或“=”），該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值為             ，升高溫度后，反應(yīng)2NO2N2O4的平衡常數(shù)K將      （填“增大”、“減小”或“不變”）。
③若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，N2O4的起始濃度是_____________mol·L－1。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法，發(fā)生的主要反應(yīng)為：
Fe2O3(s)+3CO(g)  2Fe(s)+3CO2(g)   ΔH =" a" kJ  mol－1
（1）已知：
①Fe2O3(s)+3C(石墨) = 2Fe(s)+3CO(g)   ΔH1 =" +" 489.0 kJ  mol－1 
②C(石墨)+CO2(g) = 2CO(g)            ΔH2 =" +" 172.5 kJ  mol－1
則a =         kJ  mol－1。
（2）冶煉鐵反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K =       ，溫度升高后，K值        （填“增大”、“不變”或“減小”）。
（3）在T℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64，在2L恒容密閉容器甲和乙中，分別按下表所示加入物質(zhì)，反應(yīng)經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到平衡。
 
Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
2.0
1.0
1.0
 
① 甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為        。
② 下列說法正確的是         （填字母）。
a．若容器內(nèi)氣體密度恒定時(shí)，標(biāo)志反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
b．甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率大于乙的
c．甲、乙容器中，CO的平衡濃度之比為2∶3
d．增加Fe2O3可以提高CO的轉(zhuǎn)化率
（4）采取一定措施可防止鋼鐵腐蝕。下列裝置中的燒杯里均盛有等濃度、等體積的NaCl溶液。
①在a～c裝置中，能保護(hù)鐵的是        （填字母）。
②若用d裝置保護(hù)鐵，X極的電極材料應(yīng)是           （填名稱）。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：單選題

已知H2O(g)＝ H2O(l)      △H1＝Q1 kJ／mol    
C2H5OH(g) ＝ C2H5OH(l),               △H2＝Q2 kJ／mol
C2H5OH(g)+3O2(g) ＝2CO2(g) + 3H2O(g),  △H3＝Q3 kJ／mol
若使用23 g酒精液體完全燃燒，最后恢復(fù)到室溫，則放出的熱量為（ ）kJ
A．Q1 +Q2 +Q3　　　　　B．0．5（Q1 +Q2 +Q3）
C．0．5Q1 –0．5Q2 +0．5Q3　　　D．1．5Q1 –0．5Q2 +0．5Q 3

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

二甲醚（CH3OCH3，沸點(diǎn)為-24.9℃）被稱為21世紀(jì)的新型能源�？茖W(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣與從煙道氣中分離出的CO2在催化劑作用下合成二甲醚，并開發(fā)出直接以二甲醚為燃料的燃料電池。其合成流程如下：

（1）已知：CH3OCH3(g)、H2(g)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為：△H= -1455.0kJ·mol-1、△H=" -285.8" kJ·mol-1。寫出以CO2、H2合成CH3OCH3的熱化學(xué)方程式：                  ；
（2）15～20%的乙醇胺（HOCH2CH2NH2）水溶液具有弱堿性，上述合成線路中用作CO2吸收劑。寫出吸收CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式                          ；
（3）一定條件下用CO2和H2合成二甲醚，反應(yīng)物氣流量對CO2的轉(zhuǎn)化率、二甲醚的選擇性（是指轉(zhuǎn)化生成二甲醚的碳占已轉(zhuǎn)化碳的比例）影響結(jié)果如圖1所示，當(dāng)控制氣流量為28mL· min-1時(shí)，則生成0.3mol二甲醚需要通入CO2的物質(zhì)的量為            ；

圖1                                      圖2
（4）圖2為二甲醚燃料電池示意圖。
①a電極的電極反應(yīng)式為                           ；
②若以1.12 L·min-l（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的速率向該電池中通入二甲醚，用該電池電解50mL2 mol·L-1 CuSO4溶液，通電0.50 min后，計(jì)算理論上可析出金屬銅的質(zhì)量為        。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

（1）家用液化石油氣的主要成分之一是丁烷(C4H10)，當(dāng)10 kg丁烷完全燃燒并生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)，放出的熱量為5×105 kJ。試寫出丁烷燃燒的熱化學(xué)方程式：                             。已知1mol液態(tài)水汽化時(shí)需要吸收44 kJ熱量，則反應(yīng)C4H10(g)+6.5O2(g)=4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH=         。
（2）有同學(xué)用丁烷與空氣為原料制作一燃燒電池，通入丁烷的一極為      極。若以稀硫酸為電解質(zhì)溶液時(shí)，其正極反應(yīng)式為                                        。
（3）已知:Fe(s) +1/2O2(g)=FeO(s)  ΔH=－272.0kJ·mol-1
2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s) ΔH=－1675.7kJ·mol-1 
Al和FeO發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是                                      。
（4）已知拆開1 mol H－H鍵，1 molN－H鍵，1 molN≡N鍵分別需要的能量是akJ、bkJ、ckJ，則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為                                。

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