【題目】CO、H2、CH3OH均是清潔能源。

(1)已知部分化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:

化學(xué)鍵

CO

O=O

C=O

C-O

E/(kJ mol-1)

958.5

497

745

351

2CO(g) +O2(g)==2CO2(g) H1

H2O(g)+CO(g)==H2(g) + CO2(g) H2 = -41 kJmol-1

CH3OH(g)+ 3/2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g) H3 = -660kJmol-1

則△H1=_____ kJmol-1,反應(yīng)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的△H=_____ kJmol-1。

(2)一定條件下,在容積為2 L的密閉容器Q中充人a mol CO6 molH2合成甲醇:CO(g) +2H2(g) CH3OH(g)。測(cè)得平衡時(shí)混合氣體中CH3OH的體積百分含量與溫度、 壓強(qiáng)之間的關(guān)系如圖1所示,圖2表示在一定溫度下,H2的平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)開(kāi)始時(shí)兩種反應(yīng)物的投料物質(zhì)的量之比(用X表示)、壓強(qiáng)之間的關(guān)系。

①壓強(qiáng)相同時(shí),溫度為T1、T2時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間分別為t1、t2,則二者之間的相對(duì)大小為t1___ t2(填“>”、“<”、“=”或“無(wú)法確定”)。

②X=___________(用含a、b的式子表示),p1_____p2(填“>”、“<”、“=”或“無(wú)法確定”)。

③若a =2,b=4,則壓強(qiáng)為p1、溫度為了T1時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______________。

④若在壓強(qiáng)為P1、溫度為T1時(shí),向Q容器中同時(shí)加入等物質(zhì)的量的CO、H2CH3OH三種氣體,則反應(yīng)開(kāi)始時(shí),v(CH3OH)_____v(CH3OH)(填“>”、“<”、“=”或“無(wú)法確定”)。

(3)甲醇燃料電池是一種具有高能量轉(zhuǎn)化率的綠色電池,則用磷酸溶液作電解質(zhì)時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式為________________________。

【答案】 -566 -107 > > 4. 5 無(wú)法確定 CH3OH+H2O-6e-==CO2↑+6H+

【解析】(1)根據(jù)化學(xué)方程式及化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)H1=2×958.5+497-2×745×2=-566 kJmol-1;根據(jù)蓋斯定律,CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)H=H1×-H2×2-H3=(-566×+41×2+660)kJmol-1=-107 kJmol-1。

(2)因?yàn)?/span>CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H=-107 kJmol-1<0,所以溫度越高,平衡時(shí)CH3OH的含量越低,所以圖1中T2>T1,故①壓強(qiáng)相同時(shí),溫度為T1、T2時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間分別為t1t2,則二者之間的相對(duì)大小為t1>t2。②已知a mol CO與b molH2合成甲醇,故投料物質(zhì)的量之比(用X表示)為: ;由圖2知,投料比相同時(shí),壓強(qiáng)為P1的反應(yīng)氫氣平衡轉(zhuǎn)化率高,又因?yàn)樵摲磻?yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),故P1>P2。③若a=2,b=4,則壓強(qiáng)為P1、溫度為了T1時(shí),列三段式:

由圖1,此條件下平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為40%,所以: =0.4,解得x=,所以平衡時(shí)n(CO)=mol,n(H2)=mol,又因?yàn)槿莘e為2L,所以CO、H2CH3OH的平衡濃度分別為: molL-1、molL-1、 molL-1,故K= =4.5。

若在壓強(qiáng)為P1、溫度為T1時(shí),向Q容器中同時(shí)加入等物質(zhì)的量的CO、H2CH3OH三種氣體(設(shè)為y),此時(shí)濃度商==÷[×()2]= ,與K無(wú)法比較大小,不確定平衡向哪個(gè)方向移動(dòng),故無(wú)法確定ν(CH3OH)ν(CH3OH)的大小。

(3)酸性條件下甲醇燃料電池的總反應(yīng)式為:CH3OH+O2=CO2+2H2O①,酸性條件下該燃料電池的正極反應(yīng)式為: O2+6H++6e-=3H2O②,①-②得電池負(fù)極反應(yīng)式為:CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】測(cè)定稀硫酸和稀氫氧化鈉中和熱的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。某興趣小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果大于57.3 kJ·mol1(中和熱),原因可能是

A. 實(shí)驗(yàn)裝置中小燒杯杯中低于大燒杯杯口

B. 用濃硫酸代替了稀硫酸

C. 分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中

D. 用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后未洗滌,直接測(cè)定H2SO4溶液的溫度

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】一定條件下反應(yīng)2AB(g)A2(g)B2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是

A. 單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA2,同時(shí)消耗2n molAB

B. 容器內(nèi),3種氣體ABA2、B2共存

C. AB的消耗速率等于A2的消耗速率

D. 容器中各組分的體積分?jǐn)?shù)不隨時(shí)間變化

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在恒溫、體積為2 L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):2A(g)3B(g)C(g),若反應(yīng)物在前20 s3 mol降為1.8 mol,則前20 s的平均反應(yīng)速率為( )

A. v(B)0.03 mol·L1·s1

B. v(B)0.045 mol·L1·s1

C. v(C)0.03 mol·L1·s1

D. v(C)0.06 mol·L1·s1

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】將碘酒滴到新切開(kāi)的馬鈴薯(又稱土豆)表面上,馬鈴薯表面變藍(lán)色,該現(xiàn)象表明馬鈴薯含有

A.葡萄糖 B.蔗糖

C.淀粉 D.纖維素

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列可用于檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室久置的FeSO4溶液是否含有Fe3+的試劑是

A.石蕊試液 B.酚酞試液 C.新制氯水 D.KSCN溶液

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列離子方程式正確的是( )

A. 醋酸和碳酸鈣反應(yīng):2H++CaCO3=Ca2++CO2↑+H2O

B. 鐵與三氯化鐵溶液反應(yīng):Fe+Fe3+=2Fe2+

C. 氫氧化鈉溶液與少量二氧化硫氣體:SO2+2OH-=SO32-+=H2O

D. 氯化鋁溶液與足量氨水:Al3++=4NH3·H2O=AlO2-+=4NH4++2H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】苯乙烯是重要的基礎(chǔ)有機(jī)化工原料.工業(yè)中以乙苯(C6H5-CH2CH3)為原料,采用催化脫氫的方法制取苯乙烯(C6H5-CH=CH2)的反應(yīng)方程式為:C6H5-CH2CH3(g)C6H5-CH=CH2(g) +H2(g)ΔH=a kJmol﹣1

(1)向體積為VL的密閉容器中充入n mol乙苯,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),平衡體系組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))與溫度的關(guān)系如圖所示:

600℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)_____________。

(2)乙苯在特定催化劑下發(fā)生氧化脫氫:

C6H5-CH2CH3(g)+1/2O2(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2O(g) ΔH1

已知 H2的燃燒熱ΔH= b kJ/mol,水的汽化熱為c J/g,則 ΔH1=____________

(3)在汽車上安裝三元催化轉(zhuǎn)化器可實(shí)現(xiàn)反應(yīng):2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H<0。則該反應(yīng)在_________ (填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”)下能自發(fā)進(jìn)行。在某溫度下,2L 密閉容器中充入NO、CO各0.4mol進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得NO物質(zhì)的量變化如圖所示,5分鐘末反應(yīng)達(dá)到平衡。第6分鐘繼續(xù)加入0.2 mol NO、0.2 mol CO、0.2 mol CO2和0.3 mol N2,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出到9分鐘末反應(yīng)達(dá)到平衡NO的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線_________。

(4)沉淀物并非絕對(duì)不溶,且在水及各種不同的溶液中溶解度有所不同,同離子效應(yīng)、絡(luò)合物的形成等都會(huì)使沉淀物的溶解度有所改變。已知AgCl+Cl-═[AgCl2]-,如圖是某溫度下AgCl在NaCl溶液中的溶解情況.

由以上信息可知:

①由圖知該溫度下AgCl的溶度積常數(shù)為_________。

②AgCl在NaCl溶液中的溶解出現(xiàn)如圖所示情況(先變小后變大)的原因是:_______________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)屬于電解質(zhì)的是

A SO3 B Na2SO4 CCl2 D酒精(C2H5OH)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案