甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。
(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:
反應(yīng)Ⅰ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
①上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟”原則的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅰ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。
溫度 | 250 ℃ | 300 ℃ | 350 ℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
二氧化碳是一種寶貴的碳氧資源。以CO2和NH3為原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反應(yīng)可表示如下:
反應(yīng)Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) △H1="a" kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ·mol-1
總反應(yīng)Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3=-86.98kJ·mol-1
請回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅰ的△H1=__________kJ·mol-1(用具體數(shù)據(jù)表示)。
(2)反應(yīng)Ⅱ的△S______(填>或<)0,一般在__________情況下有利于該反應(yīng)的進(jìn)行。
(3)反應(yīng)Ⅲ中影響CO2平衡轉(zhuǎn)化率的因素很多,下圖1為某特定條件下,不同水碳比n(H2O)/n(CO2)和溫度影響CO2平衡轉(zhuǎn)化率變化的趨勢曲線。
①其他條件相同時,為提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,生產(chǎn)中可以采取的措施是________(填提高或降低)水碳比。
②當(dāng)溫度高于190℃后,CO2平衡轉(zhuǎn)化率出現(xiàn)如圖1所示的變化趨勢,其原因是__________。
(4)反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)表達(dá)式K1=____________________;如果起始溫度相同,反應(yīng)Ⅰ由在恒溫容器進(jìn)行改為在絕熱(與外界沒有熱量交換)容器中進(jìn)行,平衡常數(shù)K1將__________(填增大、減少、不變)。
(5)某研究小組為探究反應(yīng)Ⅰ中影響c(CO2)的因素,在恒溫下將0.4molNH3和0.2molCO2放入容積為2L的密閉容器中,t1時達(dá)到平衡過程中c(CO2)隨時間t變化趨勢曲線如上圖2所示。若其他條件不變,t1時將容器體積壓縮到1L,請畫出t1后c(CO2)隨時間t變化趨勢曲線(t2達(dá)到新的平衡)。
(6)尿素在土壤中會發(fā)生反應(yīng)CO(NH2)2+2H2O(NH4)2CO3。下列物質(zhì)中與尿素有類似性質(zhì)的是______。
A.NH2COONH4 | B.H2NOCCH2CH2CONH2 |
C.HOCH2CH2OH | D.HOCH2CH2NH2 |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)如圖表示金剛石、石墨在相關(guān)反應(yīng)過程中的能量變化關(guān)系。
寫出石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的熱化學(xué)方程式 。
(2)已知:Ti(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)ΔH="-804.2" kJ/mol
2Na(s)+Cl2(g)="2NaCl(s)" ΔH="-882.0" kJ/mol
Na(s)="Na(l)" ΔH="+2.6" kJ/mol
則TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)的ΔH= kJ/mol。
(3)已知:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH="-a" kJ/mol
②CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH="-b" kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH="-c" kJ/mol則:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)的ΔH= kJ/mol。
(4)工業(yè)上在催化劑作用下可利用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),下圖表示反應(yīng)過程中能量的變化情況。
在圖中,曲線 (填“a”或“b”)表示使用了催化劑;該反應(yīng)屬于 (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
大氣中的部分碘源于O3對海水中Iˉ的氧化。將O3持續(xù)通入NaI酸性溶液溶液中進(jìn)行模擬研究。
(1)O3將Iˉ氧化成I2的過程可發(fā)生如下反應(yīng):
①Iˉ(aq)+ O3(g)= IOˉ(aq) +O2(g)△H1
②IOˉ(aq)+H+(aq) HOI(aq) △H2
③HOI(aq) + Iˉ(aq) + H+(aq) I2(aq) + H2O(l) △H3
④O3(g)+2Iˉ(aq)+2H+(aq)= I2(aq) + O2(g)+ H2O(l) △H4
則△H3與△H1、△H2、△H4之間的關(guān)系是:△H3 = 。
(2)在溶液中存在化學(xué)平衡: I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq)其平衡常數(shù)表達(dá)式為 。在反應(yīng)的整個過程中I3ˉ物質(zhì)的量濃度變化情況是 。
(3)為探究溫度對I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq) △H5 反應(yīng)的影響。在某溫度T1下,將一定量的0.2 mol·L-1NaI酸性溶液置于密閉容器中,并充入一定量的O3(g)(O3氣體不足,不考慮生成物O2與 Iˉ反應(yīng)),在t時刻,測得容器中I2(g)的濃度。然后分別在溫度為T2、T3、T4、T5下,保持其它初始實驗條件不變,重復(fù)上述實驗,經(jīng)過相同時間測得I2(g)濃度,得到趨勢圖(見圖一)。則:
①若在T3時,容器中無O3, T4~T5溫度區(qū)間容器內(nèi)I2(g)濃度呈現(xiàn)如圖一所示的變化趨勢,則△H5 0(填>、=或<);該條件下在溫度為T4時,溶液中Iˉ濃度隨時間變化的趨勢曲線如圖二所示。在t2時,將該反應(yīng)體系溫度上升到T5,并維持該溫度。請在圖2中畫出t2時刻后溶液中 Iˉ濃度變化總趨勢曲線。
②若在T3時,容器中還有O3,則T1~T2溫度區(qū)間容器內(nèi)I2(g)濃度呈現(xiàn)如圖一所示的變化趨勢,其可能的原因是 。(任寫一點)
(4)利用反應(yīng)④和圖2的信息,計算0-t1時間段內(nèi)用I2(aq)表示的化學(xué)反應(yīng)速率 。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
有效利用現(xiàn)有資源是解決能源問題的一種實際途徑。發(fā)展“碳一化學(xué)”,開發(fā)利用我國相對豐富的煤炭資源具有重要的戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟價值。下面是以焦炭為原料,經(jīng)“碳一化學(xué)”途徑制取乙二醇的過程:
(1)該過程中產(chǎn)生的的CO可繼續(xù)與水蒸氣發(fā)生可逆反應(yīng)得到CO2和H2,此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=_____________。
(2)CH3OH(l)氣化時吸收的熱量為27kJ/mol,CH3OH(g)的燃燒熱為677kJ/mol,請寫出CH3OH(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式_____________。
(3)“催化還原”反應(yīng)制乙二醇原理如下: CH3OOC—COOCH3(g)+4H2(g)HOCH2-CH2OH(g)+2CH3OH(g) △H=-34kJ/mol
為探究實際生產(chǎn)的最佳條件,某科研小組進(jìn)行了多方面研究。如圖表示乙二醇達(dá)到平衡時的產(chǎn)率隨原料投料比[n(氫氣)/n(草酸二甲酯)]和壓強的變化關(guān)系,其中三條曲線分別表示體系壓強為1.5MPa、2.5MPa、3.5MPa的情況,則曲線丙對應(yīng)的壓強是P(丙)=_____________。
(4)草酸二甲酯水解產(chǎn)物草酸(H2C2O4)為二元中強酸①草酸氫鉀溶液中存 在如下平衡: H2OH++OH-、HC2O4-H++C2O42-和____________。
②向0.1mol/L的草酸氫鉀溶液里滴加NaOH溶液至中性,此時溶液中各粒子濃度關(guān)系正確的是__________(填序號)。
A.c(K+)+c(Na+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-) |
B.c(K+)=c(HC2O4-)+c(H2C2O4)+c(C2O42-) |
C.c(Na+)=c(H2C2O4)+c(C2O42-) |
D.c(K+)>c(Na+) |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重,“節(jié)能減排”,減少全球溫室氣體排放,研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。
(1)如圖是在101 kPa、298 K條件下1 mol NO2和1 mol CO反應(yīng)生成1 mol CO2和1 mol NO過程中能量變化示意圖。
已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH="+179.5" kJ/mol
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH="-112.3" kJ/mol
則在298 K時,反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH= 。
(2)將0.20 mol NO2和0.10 mol CO 充入一個容積恒定為1 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),在不同條件下,反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的濃度變化狀況如圖所示。
①下列說法正確的是 (填序號)。
a.容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化說明該反應(yīng)達(dá)到平衡
b.當(dāng)向容器中再充入0.20 mol NO時,平衡向正反應(yīng)方向移動,K值增大
c.升高溫度后,K值減小,NO2的轉(zhuǎn)化率減小
d.向該容器內(nèi)充入He氣,反應(yīng)物的體積減小,濃度增大,所以反應(yīng)速率增大
②計算產(chǎn)物NO2在0~2 min時平均反應(yīng)速率v(NO2)= mol/(L·min)。
③第4 min時改變的反應(yīng)條件為 (填“升溫”或“降溫”)。
④計算反應(yīng)在第6 min時的平衡常數(shù)K= 。若保持溫度不變,此時再向容器中充入CO、NO各0.060 mol,平衡將 移動(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)有學(xué)者想以如圖所示裝置用原電池原理將SO2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料。其負(fù)極的反應(yīng)式為 ,當(dāng)有0.25 mol SO2被吸收,則通過質(zhì)子(H+)交換膜的H+的物質(zhì)的量為 。
(4)CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應(yīng),CaCO3是一種難溶物質(zhì),其Ksp=2.8×10-9。現(xiàn)將2×10-4 mol/L的Na2CO3溶液與一定濃度的CaCl2溶液等體積混合生成沉淀,計算應(yīng)加入CaCl2溶液的最小濃度為 。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
鋁是地殼中含量最高的金屬元素,其單質(zhì)及合金在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用日趨廣泛。
真空碳熱還原-氯化法可實現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁,其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g)
ΔH=a kJ·mol-1
3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g)ΔH=b kJ·mol-1
(1)反應(yīng)Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的ΔH=________kJ·mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示)。
(2)Al4C3是反應(yīng)過程中的中間產(chǎn)物。Al4C3與鹽酸反應(yīng)(產(chǎn)物之一是含氫量最高的烴)的化學(xué)方程式為______________________________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
科學(xué)家要研究跟碳元素及其化合物相關(guān)的很多課題。
(1)焦炭可用于制取水煤氣。測得12g碳與水蒸氣完全反應(yīng)生成水煤氣時,吸收了131. 6kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_________ 。
(2)工業(yè)上可用焦炭冶煉金屬,若0.5mol碳完全與赤鐵礦反應(yīng),得到0.6mol鐵,同時生成2種常見氣體,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________。
(3)碳跟水蒸氣制水煤氣的反應(yīng)是一個可逆反應(yīng),下列情況下能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________(選填編號.)。
A.V正(H2O)=V正(H2) |
B.容器中溫度不再發(fā)生改變 |
C.消耗nmolH2同時消耗nmolCO |
D.容器中氣體的總物質(zhì)的量不隨時間改變 |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
為減小和消除過量CO2對環(huán)境的影響,一方面世界各國都在限制其排放量,另一方面科學(xué)家加強了對CO2創(chuàng)新利用的研究。
(1)最近有科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想:先把空氣吹入飽和碳酸鉀溶液,然后再把CO2從溶液中提取出,并使之變?yōu)榭稍偕剂霞状。“綠色自由”構(gòu)想技術(shù)流程如下:
寫出分解池中反應(yīng)的化學(xué)方程式 。在合成塔中,當(dāng)有4.4 kg CO2與足量H2
完全反應(yīng),可放出熱量4947 kJ,寫出合成塔中反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。
(2)以CO2為碳還可以制備乙醇,反應(yīng)如下:
2CO2(g) + 6H2(g)= CH3CH2OH(g) + 3H2O(g) △H=-173.6kJ/mol
寫出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。
(3)某實驗小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理,設(shè)計如圖所示的電池裝置。
①該電池正極的電極反應(yīng)為 。
②工作一段時間后,測得溶液的pH減小,該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。當(dāng)電子轉(zhuǎn)移 mol時,參加反應(yīng)的氧氣的體積是6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
(4)以甲醇為燃料還可制作新型燃料電池,電池的正極通入O2,負(fù)極通入甲醇,用熔融金屬氧化物MO作電解質(zhì)(可傳導(dǎo)O2-)。該電池負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是 ;放電時,O2-移向電池的 (填“正”或“負(fù)”)極。
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com