【題目】甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的應(yīng)用前景。工業(yè)上采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:

反應(yīng)ICO(g)2H2(g)CH3OH(g) ΔH1

反應(yīng)IICO2(g)3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2

1)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

2.04

0.25

0.012

①由表中數(shù)據(jù)判斷ΔH1 _________0 (填“>”、“=”或“<”)。

②某溫度下,將2 mol CO6 mol H2充入2 L的密閉容器中,5 min后達(dá)到平衡,測(cè)得c(CO)0.2 molL,則用H2表示的5min內(nèi)該反應(yīng)的反應(yīng)速率v(H2)=_______mol·L-1·min-1,該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為___________,此時(shí)的溫度為________(從上表中選擇)。

2)一定條件下,將1 mol CO 3 mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇。若容器容積不變,下列措施可提高CO轉(zhuǎn)化率的是________

A.升高溫度 B.將CH3OHg)從體系中分離

C.恒容條件下充入He D.再充入適量的 H2

3)為了尋找合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件,某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)

溫度(℃)

n(CO)/n(H2)

壓強(qiáng)(MPa

1

a

1/2

0.2

2

200

b

5

3

350

1/2

0.2

A.則上表中剩余的實(shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù):a=________、b=_______。

B.根據(jù)反應(yīng)I的特點(diǎn),左下圖是在壓強(qiáng)分別為0.2MPa5MPaCO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線圖,請(qǐng)指明圖中的壓強(qiáng)Py=______MPa

4)上述反應(yīng)中需要用到H2做反應(yīng)物,以甲烷為原料制取氫氣是常用的制氫方法。已知:

CH4(g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g) ΔH = +206.2 kJ·mol-1

CH4(g) + CO2(g) = 2CO(g) + 2H2(g) ΔH = +247.4 kJ·mol-1

CH4H2O(g)反應(yīng)生成CO2H2的熱化學(xué)方程式為:__________________________。

【答案】< 0.32 2.04 250 BD 200 1/2 5 CH4(g) + 2H2O(g) = CO2(g) + 4H2(g) ΔH = +165 kJ·mol-1

【解析】

1)①由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高平衡常數(shù)越小,說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng);

②根據(jù)進(jìn)行計(jì)算;根據(jù)計(jì)算平衡常數(shù);

2)容器容積不變,增加CO轉(zhuǎn)化率,平衡向正反應(yīng)移動(dòng),根據(jù)外界條件對(duì)平衡的影響分析.

3A. 采取控制變量法,探究合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件,據(jù)此判斷ab的值;

B. 根據(jù)定一議二原則,定溫度同,再比較壓強(qiáng),即作垂直x軸的輔助線,比較平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率,由此判斷。

4)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算;

①由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高平衡常數(shù)越小,說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),即△H10

故答案為:<;

②初始CO的濃度為2mol/2L=1mol/L,

;平衡常數(shù),列三段式:

;平衡常數(shù)只有溫度有關(guān),溫度相同平衡常數(shù)相同,對(duì)比表格數(shù)據(jù)可知此時(shí)溫度為250℃;

故答案為:0.32;2.04;250℃;

2)①A、該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向吸熱方向移動(dòng),即向逆反應(yīng)方向移動(dòng),甲醇的產(chǎn)率降低,故A錯(cuò)誤;
B、將CH3OHg)從體系中分離,產(chǎn)物的濃度降低,平衡向正反應(yīng)移動(dòng),甲醇的產(chǎn)率增加,故B錯(cuò)誤;
C、充入He,使體系總壓強(qiáng)增大,容器容積不變,反應(yīng)混合物各組分濃度不變,平衡不移動(dòng),甲醇的產(chǎn)率不變,故C錯(cuò)誤;
D、再充入molH2,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),甲醇的產(chǎn)率增加,故D正確.
故答案為:BD

3A.采取控制變量法,探究合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件,所以溫度、壓強(qiáng)是變化的,n(CO)/n(H2)應(yīng)保持不變,所以b=1/2;比較使用1、2,壓強(qiáng)不同,所以溫度應(yīng)相同,故a=200。

故答案為:2001/2;

B.溫度相同時(shí),作垂直x軸的輔助線,發(fā)現(xiàn)壓強(qiáng)為PyCO的轉(zhuǎn)化率高,反應(yīng)為前后體積減小的反應(yīng),壓強(qiáng)增大平衡向體積減小的方向移動(dòng),即向正反應(yīng)移動(dòng),所以PxPy,所以壓強(qiáng)Px=5MPa

故答案為:5

4)①CH4g+H2Og=COg+3H2g)△H=+206.2kJmol-1
CH4g+CO2g=2COg+2H2g)△H=+247.4kJmol-1
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算,①×2-②則CH4H2Og)反應(yīng)生成CO2H2的熱化學(xué)方程式為CH4g+2H2Og=CO2g+4H2g)△H=+165.0kJmol-1;
故答案為:CH4g+2H2Og=CO2g+4H2g)△H=+165.0kJmol-1

練習(xí)冊(cè)系列答案
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B. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L乙烯和環(huán)丙烷(C3H6)的混合氣體中,共用電子對(duì)的數(shù)目為3NA

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2)試劑C可選用下列中的___。

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3E的一種同分異構(gòu)體,該物質(zhì)與足量NaOH溶液共熱的化學(xué)方程式為___

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4E 的分子式是 C6H10O2,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是______。

5)吸水大王聚丙烯酸鈉是一種新型功能高分子材料,是尿不濕的主要成分。工業(yè)上用丙烯(CH2=CH-CH3)為原料來(lái)制備聚丙烯酸鈉,請(qǐng)把該合成路線補(bǔ)充完整(無(wú)機(jī)試劑任選)。_________

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(1)CO2 的重整用 CO2 H2 為原料可得到 CH4 燃料。

已知: CH4 (g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) H1=+247kJ/mol

CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H2=+205kJ/mol

寫(xiě)出 CO2 重整的熱化學(xué)方程式:_____。

(2) “亞碳酸鹽法”吸收煙中的 SO2

①將煙氣通入 1.0mol/L Na2SO3 溶液,若此過(guò)程中溶液體積不變,則溶液的 pH 不斷_____(減小”“不變增大)。當(dāng)溶液 pH 約為 6 時(shí),吸收 SO2 的能力顯著下降,應(yīng)更換吸收劑,此時(shí)溶液中 c(SO32-) =0.2mol/L 則溶液中 c(HSO3-) =_____

②室溫條件下,將煙氣通入(NH4)2SO3 溶液中,測(cè)得溶液 pH 與各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖: b 點(diǎn)時(shí)溶液 pH=7,則 n(NH4+)n(HSO3)= ______________ 。

(3)催化氧化法去除 NO。一定條件下,用 NH3 消除 NO 污染,其反應(yīng)原理4NH3+6NO5N2+6H2O。不同溫度條件下,n(NH3):n(NO)的物質(zhì)的量之比分別為 4:1、3:11:3 時(shí),得到 NO 脫除率曲線如圖所示:

①曲線 a 中,NO 的起始濃度為6×10-4mg·m-3,從 A 點(diǎn)到 B 點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.8s,該時(shí)間段內(nèi) NO 的脫除速率為_____mg·m-3·s-1

②曲線 b 對(duì)應(yīng) NH3 NO 的物質(zhì)的量之比是_____。

(4)間接電化學(xué)法除 NO。其原理如圖所示:寫(xiě)出陰極的電極反應(yīng)式(陰極室溶液呈酸性)_____。吸收池中除去 NO 的原理_____(用離子方程式表示)

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【題目】下列離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是 (  )

A. 向水中通入氯氣:Cl2+H2O2H+Cl+ClO

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【題目】下列說(shuō)法正確的是(

A.3C(s)+CaO(s)CaC2(s)+CO(g) 在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行,說(shuō)明該反應(yīng)的△H0

B.尋找高效催化劑,使水分解產(chǎn)生氫氣,同時(shí)釋放能量

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D.C(g)+H2O(g)CO(g)+H2(g)(△H0),其它條件不變時(shí),升高溫度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小,平衡正向移動(dòng)

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