甲醇是一種可再生能源,具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景.工業(yè)上一般以CO和H2為原料合成甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1=-116kJ?mol-1
(1)下列有關(guān)上述反應(yīng)的說(shuō)法正確的是
 

a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c.保持容器體積不變,升高溫度可提高CO的轉(zhuǎn)化率
d.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)量
(2)在容積為1L的恒容容器中,分別研究在230℃、250℃、270℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律.圖1是上述三種溫度下不同的H2和CO的起始組成比(起始時(shí)CO的物質(zhì)的量均為1mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系.
①在上述三種溫度中,曲線Z對(duì)應(yīng)的溫度是
 


②利用圖1中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),計(jì)算該反應(yīng)在對(duì)應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)K (寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程).
③在答題卡相應(yīng)位置上畫(huà)出:上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,減小體系壓強(qiáng)至達(dá)到新的平衡過(guò)程中,正逆反應(yīng)速率與時(shí)間的變化關(guān)系圖2并標(biāo)注.
(3)已知:CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H2=-283kJ?mol-1H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H3=-242kJ?mol-1則表示1mol氣態(tài)甲醇完全燃燒生成CO2和水蒸氣時(shí)的熱化學(xué)方程式為
 
考點(diǎn):化學(xué)平衡的影響因素,熱化學(xué)方程式,轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線
專題:化學(xué)平衡專題
分析:(1)根據(jù)反應(yīng)方程式的特征,和平衡移動(dòng)的相關(guān)知識(shí),分析解答;
(2)①合成甲醇的反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高,轉(zhuǎn)化率降低;
②根據(jù)平衡常數(shù)的意義分析求解;
③上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,減小體系壓強(qiáng)至達(dá)到新的平衡過(guò)程中,正逆反應(yīng)速率都減小,且平衡正反應(yīng)速率減小的幅度大,逆反應(yīng)速率減小的幅度小,平衡逆向移動(dòng);
(3)根據(jù)蓋斯定律和題中熱化學(xué)方程式寫(xiě)出甲醇完全燃燒生成二氧化碳的熱化學(xué)方程式;
解答: 解:(1)a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化,說(shuō)明氣體的總物質(zhì)的量不變,則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡,故a正確;
b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍,都反映的是逆向,所以不一定達(dá)到平衡,故b錯(cuò)誤;
c.保持容器體積不變,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率降低,故c錯(cuò)誤;
d.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間,平衡不移動(dòng),所以不改變CH3OH的產(chǎn)量,故d錯(cuò)誤;故選:a;
(2)①根據(jù)反應(yīng)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1=-116kJ?mol-1,是放熱反應(yīng),溫度越高,轉(zhuǎn)化率越低,所以曲線Z對(duì)應(yīng)的溫度是270℃,
故答案是:270℃;
②根據(jù)圖象可知CO的轉(zhuǎn)化率為50%,H2的物質(zhì)的量為1.5 mol
                         CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
起始物質(zhì)的量濃度(mol/L)   1              1.5             0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量濃度(mol/L)  0.5              1             0.5
平衡物質(zhì)的量濃度(mol/L)  0.5              0.5            0.5      
K=
c(CH3OH)
c2(H2)?c(CO)
=
0.5mol/L
(0.5mol/L)2×0.5mol/L
=4L2?mol-2

故答案為:4L2?mol-2;
③上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,減小體系壓強(qiáng)至達(dá)到新的平衡過(guò)程中,正逆反應(yīng)速率都減小,且平衡正反應(yīng)速率減小的幅度大,逆反應(yīng)速率減小的幅度小,平衡逆向移動(dòng)
,所以圖象為:,故答案為:
(3)①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1=-116kJ?mol-1
  ②CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H2=-283kJ?mol-1
 ③H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H3=-242kJ?mol-1 根據(jù)蓋斯定律:-①+②+③×2得:
 CH3OH(g)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-651kJ?mol-1,
故答案是:CH3OH(g)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-651kJ?mol-1
點(diǎn)評(píng):本題考查了影響反應(yīng)速率的因素及反應(yīng)平衡常數(shù)的計(jì)算、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)等知識(shí),注意蓋斯定律的應(yīng)用,本題難度中等
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:

下列離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是( 。
A、鹽酸中滴入碳酸鈉溶液:CO32-+2H+=H2O+CO2
B、鐵粉與稀硫酸反應(yīng):2Fe+6H+=2Fe3++3H2
C、鹽酸中滴入氫氧化鈉溶液:HCl+OH-=H2O+Cl-
D、稀硝酸滴在石灰石上:CO32-+2H+=H2O+CO2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

某小組同學(xué)用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究(a、b、c表示止水夾).請(qǐng)?jiān)u價(jià)或完善其方案:

(1)將裝置A、C、E相連接,用MnO2和濃鹽酸制取氯氣,請(qǐng)回答:
①氯元素在周期表中的位置為
 

②A中反應(yīng)的離子方程式:
 

③E中氫氧化鈉溶液的作用
 

在C中加入適量的水可制得氯水.將所得氯水分成兩份進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其操作、現(xiàn)象和結(jié)論為:
實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象結(jié)論
將氯水滴入品紅溶液品紅溶液褪色氯氣有漂白性
氯水中加入碳酸氫鈉粉末有無(wú)色氣泡產(chǎn)生氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物具有酸性
④實(shí)驗(yàn)Ⅰ推出的相應(yīng)結(jié)論是否合理?
 
,若不合理,請(qǐng)說(shuō)明理由(若合理,無(wú)需填寫(xiě))
 

⑤實(shí)驗(yàn)Ⅱ推出相應(yīng)的結(jié)論是否合理?
 
,若不合理,請(qǐng)說(shuō)明理由(若合理,無(wú)需填寫(xiě))
 

(2)為比較Cl2和I2的氧化性強(qiáng)弱,將A、C、E相連,C中盛的試劑可以為
 

(3)將B、D、E相連,在B中裝濃硝酸和銅片,可制得NO2并進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn).
①B中反應(yīng)的化學(xué)方程式
 

②先若關(guān)閉c,當(dāng)丁中充滿紅棕色的NO2時(shí),再關(guān)閉止水夾a、b,微熱試管丁,丁中可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

氫是一種理想的綠色清潔能源,氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).
(1)利用FeO/Fe3O4循環(huán)制氫,已知:
      H2O(g)+3FeO(s)═Fe3O4(s)+H2(g)△H=akJ?mol-1…(I)
      2Fe3O4(s)═6FeO(s)+O2(g)△H=bkJ?mol-1…(Ⅱ)    
①反應(yīng)2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H=
 
kJ?mol-1(用含a,b的代數(shù)式表示).
②上述反應(yīng)b>O,要使該制氫方案有實(shí)際意義.從能源利用及成本的角度考慮,實(shí)現(xiàn)反應(yīng)Ⅱ可采用的方案是
 

③反應(yīng)(Ⅰ):FeO平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖1,則a=
 
0(填:“>”、“<”或“=”)
(2)Cu/CuCl熱化學(xué)循環(huán)制氫如圖2.

①步驟2是在500℃進(jìn)行的,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 

②步驟3是在圖3所示的電解槽中進(jìn)行的,陰極的電極反應(yīng)式為
 
;電解總反應(yīng)的方程式為
 

(3)氫能的運(yùn)用.貯氫是關(guān)鍵技術(shù)之一,納米晶體Mg2FeH6儲(chǔ)氫材料具有貯氫容量大和價(jià)格低廉優(yōu)勢(shì).Mg2FeH6可由Mg和Fe的粉末為原料在氫氣氣氛中反應(yīng)加熱球磨制得,該反應(yīng)分兩步進(jìn)行,第一步反應(yīng)為Mg+H2═MgH2,第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

一定條件下,向某密閉容器中加入一定量的N2和H2發(fā)生可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.2kJ?mol-1,測(cè)得0到10秒內(nèi),c(H2)減小了0.75mol?L-1,下列說(shuō)法正確的是(  )
A、10到15秒內(nèi)c(NH3) 增加量等于0.25mol?L-1
B、10秒內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.025mol?L-1?s-1
C、達(dá)平衡后,分離出少量NH3,v正增大
D、該反應(yīng)的逆反應(yīng)的活化能不小于92.2kJ?mol-1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

有機(jī)玻璃(縮寫(xiě)代號(hào)為PMMA),是迄今為止合成透明材料中質(zhì)地最優(yōu)異,價(jià)格又比較適宜的品種.合成有機(jī)玻璃的路線可簡(jiǎn)單表示如圖:

已知:E的核磁共振氫譜有三組峰,峰的面積比為1:2:3.
請(qǐng)回答以下問(wèn)題:
(1)A的名稱(系統(tǒng)命名)為
 
,C中官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)式為
 

(2)反應(yīng)Ⅱ?qū)儆?div id="1bppfpb" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 
反應(yīng),反應(yīng)Ⅴ屬于
 
反應(yīng),反應(yīng)Ⅷ屬于
 
反應(yīng);PMMA的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
 

(3)反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式為
 

(4)D在一定條件下生成的高分子化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
 

(5)H是G的同分異構(gòu)體,它同時(shí)符合下列條件:①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng);③不能發(fā)生水解反應(yīng);④分子內(nèi)不含甲基.則H可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
 
(寫(xiě)出任意兩種).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

某化學(xué)小組采用類似制乙酸乙酯的裝置(如圖1),以環(huán)己醇為主要原料制備環(huán)己烯.

已知:
  密度(g/cm3 熔點(diǎn)(℃) 沸點(diǎn)(℃) 熔點(diǎn)(℃)
 環(huán)乙醇 0.96 25 161 難溶于水
 環(huán)乙烯 0.81-103 83 難溶于水
(1)制備粗品
將12.5mL環(huán)己醇加入試管A中,再加入1mL濃硫酸,搖勻后放入碎瓷片,緩慢加熱至反應(yīng)完全,在試管C內(nèi)得到環(huán)己烯粗品.
①A中碎瓷片的作用是
 
,導(dǎo)管B除了導(dǎo)氣外還具有的作用是
 

②試管C置于冰水浴中的目的是
 

(2)制備精品
①環(huán)己烯粗品中含有環(huán)己醇和少量酸性雜質(zhì)等.加入飽和食鹽水,振蕩、靜置、分層,環(huán)己烯在
 
層(填上或下),分液后用
 
 (填入編號(hào))洗滌.
a.KMnO4溶液         b.稀H2SO4        c.Na2CO3溶液
②再將環(huán)己烯按圖2裝置蒸餾,冷卻水從
 
口進(jìn)入(填“g”或“f”).收集產(chǎn)品時(shí),控制的溫度應(yīng)在
 
左右,實(shí)驗(yàn)制得的環(huán)己烯精品質(zhì)量低于理論產(chǎn)量,可能的原因是
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

在過(guò)量的稀硫酸溶液中加入5.6g Fe粉,待反應(yīng)完全后,再加入50mL0.5mol?L-1KNO3溶液,恰好反應(yīng)完全.該反應(yīng)的方程式為:“   FeSO4+   KNO3+   H2SO4=   K2SO4+   Fe2(SO43+  NxOy+   H2O”,則對(duì)該反應(yīng)的下列說(shuō)法正確的是(  )
A、反應(yīng)中還原產(chǎn)物是NO
B、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:8
C、反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4e-
D、化學(xué)方程式中按物質(zhì)順序的計(jì)量數(shù)是:8、2、5、1、4、1、5

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

鄰羥基桂皮酸是合成香精的重要原料,如圖為合成鄰羥基桂皮酸的路線之一

已知:
試回答下列問(wèn)題:
(1)化合物Ⅱ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:
 

(2)化合物Ⅱ→化合物Ⅲ的有機(jī)反應(yīng)類型
 

(3)化合物Ⅲ在銀氨溶液中發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式
 

(4)有機(jī)物X為化合物IV的同分異構(gòu)體,且知有機(jī)物X有如下特點(diǎn):①是苯的對(duì)位取代物,②能與NaHCO3反應(yīng)放出氣體,③能發(fā)生銀鏡反應(yīng).請(qǐng)寫(xiě)出化合物X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
 

(5)下列說(shuō)法正確的是
 

A. 化合物Ⅰ遇氯化鐵溶液呈紫色            
B. 化合物Ⅱ能與NaHCO3溶液反應(yīng)
C. 1mol化合物Ⅳ完全燃燒消耗9.5molO2
D. 1mol化合物Ⅲ能與3mol H2反應(yīng)
(6)有機(jī)物R(C9H9ClO3)經(jīng)過(guò)反應(yīng)也可制得化合物Ⅳ,則R在NaOH醇溶液中反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 

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