(14分)乙醇汽油是被廣泛使用的新型清潔燃料,工業(yè)生產(chǎn)乙醇的一種反應(yīng)原理為:2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g)  △H=—256.1kJ·mol—1
已知:H2O(l)=H2O(g)  △H=+44kJ·mol—1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  △H=—41.2kJ·mol—1
⑴以CO2(g)與H2(g)為原料也可合成乙醇,其熱化學(xué)方程式如下:
2CO2(g)+6H2(g)  CH3CH2OH(g)+3H2O(l)  △H=     
⑵CH4和H2O(g)在催化劑表面發(fā)生反應(yīng)CH4+H2OCO+3H2,該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)如下表:
溫度/℃
800
1000
1200
1400
平衡常數(shù)
0.45
1.92
276.5
1771.5
①該反應(yīng)是_____反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”);
T℃時(shí),向1L密閉容器中投入1molCH4和1mol H2O(g),平衡時(shí)c(CH4)=0.5mol·L—1,該溫度下反應(yīng)CH4+H2OCO+3H2的平衡常數(shù)K=     。
⑶汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放,這使NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。某研究小組在實(shí)驗(yàn)室以Ag-ZSM-5 為催化劑,測(cè)得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖。

①若不使用CO,溫度超過(guò)775℃,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低,其可能的原因?yàn)?u>     ;在n(NO)/n(CO)=1的條件下,應(yīng)控制的最佳溫度在     左右。
②用CxHy(烴)催化還原NOx也可消除氮氧化物的污染。寫出CH4與NO2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:     。
⑷乙醇-空氣燃料電池中使用的電解質(zhì)是攙雜了Y2O3的ZrO2晶體,它在高溫下能傳導(dǎo)O2—離子。該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為     
⑴—305.7 kJ·mol—1         ⑵①吸熱 ②6.75
⑶①該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度反應(yīng)更有利于向逆反應(yīng)方向進(jìn)行   870℃
②CH4+2NO2→CO2+N2+2H2O    ⑷CH3CH2OH—12e+6O2—=2CO2+3H2O
(1)考查蓋斯定律的應(yīng)用。根據(jù)已知反應(yīng)可知,①-③×2-②即得到2CO2(g)+6H2(g)  CH3CH2OH(g)+3H2O(l),所以該反應(yīng)熱是-256.1kJ/mol+41.2kJ/mol-44kJ/mol×3=-305.7kJ/mol。
(2)①隨著溫度的升高,平衡常數(shù)逐漸增大,所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。
②平衡時(shí)c(CH4)=0.5mol·L—1,所以消耗甲烷是0.5mol/L,則生成CO是0.5mol/L,氫氣是
1.5mol/L,剩余甲烷和水蒸氣都是0.5mol/L,所以平衡常數(shù)為
(3)①應(yīng)用反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度反應(yīng)更有利于向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,所以NO的分
解率降低。根據(jù)圖像可知,在n(NO)/n(CO)=1的條件下,溫度為870℃轉(zhuǎn)化率最高,所以
應(yīng)該控制的溫度是870℃。
②NO2能把甲烷氧化生成CO2、氮?dú)夂退,方程式為CH4+2NO2→CO2+N2+2H2O。
(4)原電池中負(fù)極失去電子,由于電解質(zhì)能傳遞O2—離子,而在原電池中陰離子是向負(fù)極
移動(dòng)的,所以負(fù)極方程式為CH3CH2OH—12e+6O2—=2CO2+3H2O。
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:不詳 題型:問(wèn)答題

在高溫高壓下CO具有極高的化學(xué)活性,能與多種單質(zhì)或化合物反應(yīng)。
(1)若在恒溫恒容的容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),則可用來(lái)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志有           。(填字母)
a.容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持不變            b.容器中H2濃度與CO濃度相等
c.容器中混合氣體的密度保持不變    d.CO的生成速率與H2的生成速率相等
(2)CO一空氣燃料電池中使用的電解質(zhì)是攙雜了Y2O3的ZrO2晶體,它在高溫下能傳導(dǎo)O。該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為              。
(3)一定條件下,CO與H2可合成甲烷,反應(yīng)方程式為:CO(g)+3H2(g) CH4(g)+ H2O (g)
①一定條件下,該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的原因是              。
②已知H2(g)、CO(g)和 CH4(g)的燃燒熱分別為285.8 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1和890,0 kJ·mol-1。
寫出CO與H2反應(yīng)生成CH4和CO2的熱化學(xué)方程式:                  。
(4)工業(yè)上可通過(guò)甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,反應(yīng)方程式為:                           
CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g)   △H=-29.1 kJ·mol-1
科研人員對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了研究.部分研究結(jié)果如下:

①?gòu)姆磻?yīng)壓強(qiáng)對(duì)甲醇轉(zhuǎn)化率的影響“效率"看,工業(yè)制取甲酸甲酯應(yīng)選擇的壓強(qiáng)是            。
②實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中采用的溫度是80℃,其理由是            。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

(9分)丙烷在燃燒時(shí)能放出大量的熱,它是液化石油氣的主要成分,作為能源應(yīng)用于人們的日常生產(chǎn)和生活。
已知:①2C3H8(g) +7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l) △H1= -2741.8kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △H2= -566kJ/mol
(1)寫出表示丙烷氣體燃燒熱的熱化學(xué)方程式                                  
(2)現(xiàn)有1mol C3H8在不足量的氧氣里燃燒,生成1mol CO和2mol CO2以及氣態(tài)水,將所有的產(chǎn)物通入一個(gè)固定體積為1L的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生如下可逆反應(yīng):
CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g)△H1=" +" 41.2kJ/mol
5min后體系達(dá)到平衡,經(jīng)測(cè)定,H2為0.8mol,則υ(H2)=           ,此過(guò)程吸收的熱量為_(kāi)______________________。
(3)對(duì)于反應(yīng)CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g)△H1=" +" 41.2kJ/mol
在一個(gè)絕熱的固定容積的容器中,判斷此反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是             。
①體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化   ②混合氣體的密度不變
③混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變  ④各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變
⑤體系的溫度不再發(fā)生變化         ⑥υ(CO2)=υ(H2O)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

(12分)丙烷在燃燒時(shí)能放出大量的熱,它是液化石油氣的主要成分,作為能源應(yīng)用于人們的日常生產(chǎn)和生活。  
已知:①2C3H8(g) +7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l) △H1= -2741.8kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △H2= -566kJ/mol
(1)反應(yīng)C3H8(g) +5O2(g) = 3CO2(g) +4H2O(l)的△H=           
(2)現(xiàn)有1mol C3H8在不足量的氧氣里燃燒,生成1mol CO和2mol CO2以及氣態(tài)水,將所有的產(chǎn)物通入一個(gè)固定體積為1L的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生如下可逆反應(yīng):
CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g)△H1=" +" 41.2kJ/mol
5min后體系達(dá)到平衡,經(jīng)測(cè)定,H2為0.8mol,則v(H2)=            ,此過(guò)程吸收的熱量為_(kāi)_______________________.
(3)依據(jù)(1)中的反應(yīng)可以設(shè)計(jì)一種新型燃料電池,一極通入空氣,另一極通入丙烷氣體;燃料電池內(nèi)部是熔融的摻雜著氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在其內(nèi)部可以傳導(dǎo)O2—。在電池內(nèi)部O2—由____極移向____極(填“正”或“負(fù)”);電池的負(fù)極電極反應(yīng)式為                 。
(4)用上述燃料電池用惰性電極電解足量Mg(NO32和NaCl的混合溶液。電解開(kāi)始后陰極的現(xiàn)象為_(kāi)___                                            。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

A、B、C、D、E五種物質(zhì)是由常見(jiàn)元素組成,A由兩種元素組成,且A中兩種元素的質(zhì)量比為7∶8。A和B在高溫條件下反應(yīng)生成C和D,C為無(wú)色氣體,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度約為2.86g?L1。以A為原料生產(chǎn)E。

⑴寫出A的化學(xué)式:            
⑵A和B的反應(yīng)中,還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為      ,
⑶某人設(shè)想用右圖所示裝置利用電化學(xué)原理生產(chǎn)E,則N電極是    極;寫出M電極的電極反應(yīng)式:                      。
⑷當(dāng)圖中的C與O2被活性炭吸附時(shí),也能發(fā)生反應(yīng)生成F,為研究此反應(yīng),將C和O2放入體積為2L的恒容密閉容器中,在500℃時(shí)發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如下圖所示,反應(yīng)物物質(zhì)的量和時(shí)間的變化如下表所示:

①該反應(yīng)的ΔH      0反應(yīng)從起始至2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(C)=              ;
500℃時(shí),此反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)K的值為                  
②第6min時(shí),向容器中再充入0.002molO2,同時(shí)將反應(yīng)體系的溫度改變?yōu)門,反應(yīng)至10min時(shí)重新達(dá)到平衡,此時(shí)測(cè)得c(C)=0.006mol?L1,則溫度T     (填“>”或“<”)500℃。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

下列說(shuō)法正確的是
A.500℃、30MPa下,將0.5mol N2和1.5molH2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g),放熱19.3kJ,其熱化學(xué)方程式為:△H=-38.6kJ·mol-1
B.10mL 0.5mol/L CH3COONa溶液與6mL 1mol/L鹽酸混合:c(Cl)>c(CH3COOH) >c(Na)>c(H)>c(OH)
C.實(shí)驗(yàn)測(cè)得環(huán)己烷(l)、環(huán)己烯(l)和苯(l)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-3916 kJ/mol、-3747 kJ/mol和-3265 kJ/mol,可以證明在苯分子中不存在獨(dú)立的碳碳雙鍵
D.在25℃下,將a mol·L-1的氨水與0.01 mol·L-1的鹽酸等體積混合,反應(yīng)時(shí)溶液中c(NH4+)=c(Cl)。用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離常數(shù)Kb=

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

(14分)隨著人類對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2,引起了普遍的重視。
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):

下圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化。

①該反應(yīng)是            (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
②反應(yīng)體系中加入催化劑對(duì)反應(yīng)熱是否有影響?    (填“是”或“否”),原因是                           。
(2)若將6mol CO2和8 mol H2充入2L的密閉容器中,測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示(實(shí)線)。

①該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=    。請(qǐng)?jiān)诖痤}卷圖中繪出甲醇的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化曲線。
②僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn),測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示,曲線I對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是      ,曲線Ⅱ?qū)?yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是    。
③下列措施中能使H2轉(zhuǎn)化率增大的是     。
A.升高溫度B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
C.將H2O(g)從體系中分離出來(lái)D.再充入3mol CO2和4mol H2
(3)如將CO2與H2以1:4的體積比混合,在適當(dāng)?shù)臈l件下可制得CH4。已知:

寫出CO2(g)與H2(g)反應(yīng)生成CH4(g)與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式    

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

(10分)鉻是人體必需元素,如含量不足會(huì)影響糖類和脂類的代謝,過(guò)高則會(huì)引起急性中毒。有關(guān)含鉻化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下

回答下列問(wèn)題:
(1)上述反應(yīng)中需用氧化劑的是      (填編號(hào))。
(2)工業(yè)上處理含Cr2O72-的廢水時(shí),一般將劇毒的Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+,以碳為陰極,鐵作陽(yáng)極,電解處理含NaCl、Cr2O72-的酸性廢水。寫出電極反應(yīng)和溶液中進(jìn)行的反應(yīng)的離子方程式:
陽(yáng)極                  陰極                 
溶液中                  
(3)反應(yīng)⑤是可逆反應(yīng),在Na2CrO4溶液中加入稀硫酸,溶液由黃色逐漸變成橙色,寫出該反應(yīng)的離子方程式                                            。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

下列說(shuō)法不正確的是
A.向純水中加入鹽酸使水的電離平衡逆向移動(dòng),水的離子積減小
B.反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)="=NH4Cl(s)" △H<0,低于一定溫度自發(fā),高于一定溫度非自發(fā)
C.鉛蓄電池在放電過(guò)程中,負(fù)極質(zhì)量減少,正極質(zhì)量增加
D.用飽和Na2CO3溶液處理BaSO4沉淀,可將BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3

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