分析 (1)二氧化碳通入飽和碳酸鉀溶液的吸收池中反應(yīng)生成碳酸氫鉀;
(2)反應(yīng)方程式為:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH (g)+H2O(g),計算1mol二氧化碳反應(yīng)放出的熱量,進(jìn)而書寫熱化學(xué)方程式;
(3)在合成塔中發(fā)生的是放熱反應(yīng),高溫不利于甲醇的生成,較低溫時反應(yīng)速率過慢,合成塔中維持300℃的較高溫度,可以提高反應(yīng)速率,催化劑在此溫度下活性最大;
若要提高甲醇的產(chǎn)率,應(yīng)改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動,依據(jù)平衡移動原理分析解答;
(4)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),甲醇在負(fù)極失去電子,堿性條件下生成碳酸根離子與水;
(5)計算各物質(zhì)的平衡濃度,代入平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c(CO)×c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×c({H}_{2})}$計算.
解答 解:(1)二氧化碳通入飽和碳酸鉀溶液的吸收池中反應(yīng)生成碳酸氫鉀,反應(yīng)的方程式為:K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3,故答案為:K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3;
(2)反應(yīng)的方程式為CO2(g)+3H2(g)=CH3OH (g)+H2O(g),n(CO2)=$\frac{440g}{44g/mol}$=10mol,完全轉(zhuǎn)化為甲醇出495 kJ的熱量,則生成1 mol CH3OH放出熱量49.5 kJ的熱量,所以熱化學(xué)方程式為:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH (g)+H2O(g)△H=-49.5kJ•mol-1 (2×105Pa、300℃),
故答案為:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH (g)+H2O(g)△H=-49.5kJ•mol-1 (2×105Pa、300℃);
(3)在合成塔中發(fā)生的是放熱反應(yīng),高溫不利于甲醇的生成,較低溫時反應(yīng)速率過慢,生產(chǎn)效率低,合成塔中維持300℃的較高溫度的原因提高反應(yīng)速率,催化劑在此溫度下活性最大,反應(yīng)是放熱反應(yīng),氣體體積減小的反應(yīng),依據(jù)平衡移動原理可知反應(yīng)正向進(jìn)行提高甲醇的產(chǎn)率,應(yīng)采取降溫、加壓,或?qū)⒓状紡幕旌象w系中分離出來的措施,
故答案為:該溫度下催化劑的活性最高,較低溫時反應(yīng)速率過慢,生產(chǎn)效率低;降溫、加壓或?qū)⒓状紡幕旌象w系中分離出來;
(4)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),甲醇在負(fù)極失去電子,堿性條件下生成碳酸根離子與水,負(fù)極電極反應(yīng)式為:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O,
故答案為:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;
(5)CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)
起始物質(zhì)的量濃度(mol•L-1):1.0 1.0 0 0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量濃度(mol•L-1):0.56 0.56 0.56 0.56
平衡物質(zhì)的量濃度(mol•L-1):0.44 0.44 0.56 0.56
平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c(CO)×c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×c({H}_{2})}$=$\frac{0.56×0.56}{0.44×0.44}$≈1.6,
答:986℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.6.
點評 本題甲醇合成為載體,考查熱化學(xué)方程式書寫、對條件控制的分析評價、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡影響因素、電極反應(yīng)式書寫、平衡常數(shù)計算等,基本屬于拼合型題目,難度中等.
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
序號 | ① | ② |
pH | 12 | 12 |
溶液 | 氨水 | 氫氧化鈉溶液 |
A. | ①②兩溶液中c(OH-)相等 | |
B. | ①②兩溶液分別加水稀釋10倍,稀釋后溶液的pH:①>② | |
C. | ①溶液的物質(zhì)的量濃度為0.01mol•L-1 | |
D. | 等體積的①②兩溶液分別與0.01 mol•L-1的鹽酸完全中和,消耗鹽酸的體積:①>② |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
X | Y | ||
W | Z | ||
T |
A. | X、Y、Z最低價氫化物的沸點依次升高 | |
B. | X、Y和氫形成的化合物中只有共價鍵 | |
C. | WY2、W3X4、WZ4均為原子晶體 | |
D. | 元素T的單質(zhì)可作半導(dǎo)體材料,T與Z元素可形成化合物TZ4 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 可用足量Br2的四氯化碳溶液除去甲烷中的乙烯 | |
B. | 蛋白質(zhì)溶液中加入CuSO4溶液后,蛋白質(zhì)析出,再加水不溶解 | |
C. | 苯的硝化反應(yīng)屬于取代反應(yīng) | |
D. | 往溴水中加入苯,振蕩,溴水變?yōu)闊o色,說明苯與溴發(fā)生加成反應(yīng) |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 某物質(zhì)的水溶液PH<7,則該物質(zhì)一定是酸或強(qiáng)酸弱堿鹽 | |
B. | pH=4.5的番茄汁中c(H+)是pH=6.5的牛奶中c(H+)的100倍 | |
C. | 稀釋醋酸溶液,溶液中所有離子的濃度均降低 | |
D. | pH=5.6的CH3COOH與CH3COONa混合溶液中,c(Na+)>c(CH3COO-) |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | a:(b+c+d)=1:1.5 | B. | (a+b):(c+d)=1:1 | C. | a=b=c=d=1.12L | D. | a+b+c=d=0.2mol |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 如果電子云圖象是由兩個s電子重疊形成的,即形成s-sσ鍵 | |
B. | s電子與p電子形成s-pσ鍵 | |
C. | p電子和p電子不能形成σ鍵 | |
D. | HCl分子里含有一個s-pσ鍵 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 3種 | B. | 4種 | C. | 5種 | D. | 6種 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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