题目
题型:不详难度:来源:
反应Ⅰ: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H = —49.0 kJ·mol-1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ∆H = —173.6 kJ·mol-1
(1)写出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的热化学反应方程式:
(2)对反应Ⅰ,在一定温度下反应达到平衡的标志是 (选填编号)
a.反应物不再转化为生成物 b.平衡常数K不再增大
c.CO2的转化率不再增大 d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(3)在密闭容器中,反应Ⅰ在一定条件达到平衡后,其它条件恒定,能提高CO2转化率的措施是 (选填编号)
A.降低温度 | B.补充CO2 | C.加入催化剂 | D.移去甲醇 |
(5)一种以甲醇作燃料的电池示意图如图。写出该电池放电时负极的电极反应式: 。
答案
(2)cd(2分)
(3)AD(2分)
(4) Ⅳ(2分) 18.8(3分)
(5)CH3OH-6e-+3O2-=CO2↑+2H2O(3分)
解析
试题分析:(1)根据盖斯定律,将反应Ⅰ×2,然后用反应Ⅱ减去反应Ⅰ×2即得所求方程式。所以由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的热化学反应方程式2CH3OH(g) CH3CH2OH(g) +H2O(g) ∆H = —75.6 kJ·mol-1
(2)a、化学平衡是动态平衡,反应一直进行,错误;b、温度不变,化学平衡常数不变,所以一定温度下的平衡常数一直不变,错误;c、反应开始时二氧化碳的转化率一直升高,达平衡时转化率不再升高,正确;d、该反应是反应前后气体的物质的量改变的可逆反应,气体总质量不变,所以混合气体的平均相对分子质量一直在变化,达平衡时不再变化,正确,答案选cd。
(3)提高CO2转化率也就是使平衡正向移动,A、降温,平衡向放热反应方向移动,正反应为放热反应,所以平衡正向移动,正确;B、补充二氧化碳只能提高氢气的转化率,本身的转化率降低,错误;C、加入催化剂对平衡无影响,错误;D、移走甲醇,使生成物浓度减小,平衡正向移动,正确,答案选AD。
(4)升高温度,平衡逆向移动,二氧化碳与氢气的含量增大,乙醇与水的含量减小,反应开始时按H2与CO2的物质的量之比为3:1进行投料,所以生成的乙醇与水的物质的量比仍为1:3,即水的含量是乙醇含量的3倍,所以表示CH3CH2OH组分的曲线是Ⅳ;曲线曲线Ⅱ和Ⅲ分别代表二氧化碳、水,当二者的体积分数相同时,体积也相同,设它们的体积都是V,根据投料比,氢气的体积是二氧化碳的3倍为3V,乙醇的体积是水的1/3,即1/3V,所以总体积是V+V+3V+1/3V=16V/3,则a点对应的体积分数ya=V/16V/3×100%=18.75%;保留3位有效数字是18.8%。
(5)甲醇燃料电池中在负极发生氧化反应的是甲醇,结合正极产生的氧负离子生成二氧化碳和水,电极反应式CH3OH-6e-+3O2-=CO2↑+2H2O
核心考点
试题【以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取低碳醇的热力学数据:反应Ⅰ: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 】;主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]
举一反三
C6 H5- CH2 CH3 (g)C6 H5- CH=CH2 (g) +H2(g) ΔH1
(1)向体积为VL的密闭容器中充入a mol乙苯,反应达到平衡状态时,平衡体系组成(物质的量分数)与温度的关系如图所示:
由图可知:在600℃时,平衡体系中苯乙烯的物质的量分数为25%,则:
① 氢气的物质的量分数为 ;乙苯的物质的量分数为 ;
② 乙苯的平衡转化率为 ;
③ 计算此温度下该反应的平衡常数(请写出计算过程)。
(2) 分析上述平衡体系组成与温度的关系图可知:△H1 0(填“>、=或<” )。
(3)已知某温度下,当压强为101.3kPa时,该反应中乙苯的平衡转化率为30%;在相同温度下,若反应体系中加入稀释剂水蒸气并保持体系总压为101.3kPa,则乙苯的平衡转化率 30%(填“>、=、<” )。
(4)已知:
3C2 H2 (g) C6 H6 (g) ΔH2
C6 H6 (g) + C2H4 (g) C6 H5- CH2CH3 (g) ΔH3
则反应3C2H2 (g)+ C2H4 (g) C6 H5- CH=CH2 (g) +H2(g) 的ΔH= 。
I.工业上合成氨用的H2有多种制取的方法:
① 用焦炭跟水反应: C(s)+ H2O(g)CO(g)+ H2(g);
② 用天然气跟水蒸气反应:CH4(g)+ H2O(g) CO (g)+ 3H2(g)
已知有关反应的能量变化如下图,则方法②中反应的ΔH =__________ ___。
Ⅱ.在3个1L的密闭容器中,同温度下、使用相同催化剂分别进行反应:
3H2(g)+ N2(g)2NH3(g),按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,反应达到平衡时有关数据为:
容 器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 3 mol H2、2 mol N2 | 6 mol H2、4mol N2 | 2 mol NH3 |
达到平衡的时间(min) | t | 5 | 8 |
平衡时N2的浓度(mol·L-1) | c1 | 3 | |
N2的体积分数 | ω1 | ω2 | ω3 |
混合气体密度(g·L-1) | ρ1 | ρ2 | |
(1)下列能说明该反应已达到平衡状态的是
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1︰3︰2
b.v(N2)正=3v(H2)逆
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(2)甲容器中达到平衡所需要的时间t 5min (填>、< 或=)
(3)乙中从反应开始到平衡时N2的平均反应速率 (注明单位)。
(4)分析上表数据,下列关系正确的是________.
a.2c1 =3mol/L b.ω1 = ω2 c.2ρ1 = ρ2
(5)该温度下,容器乙中,该反应的平衡常数K=____ __(用分数表示)(mol/L)-2。
(1)工业上常用下列两种反应制备甲醇:
①CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH1= -90.1KJ/mol
②CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(l) ΔH2
已知:CO(g)+ H2O (g) = CO2 (g) + H2 (g) ΔH3=-41.1 KJ/mol ③
H2O (l) =H2O (g) ΔH4=+44.0KJ/mol ④
则ΔH2=
(2)实验室模拟用CO和H2反应来制甲醇。在250℃下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,各物质的物质的量浓度(mol•L-1)变化如下表所示:(前6min没有改变条件)
| 2min | 4min | 6min | 8min | … |
CO | 0.07 | 0.06 | 0.06 | 0.05 | … |
H2 | x | 0.12 | 0.12 | 0.2 | … |
CH3OH | 0.03 | 0.04 | 0.04 | 0.05 | … |
①x= 。
②250℃时该反应的平衡常数K值为: (不必化简)。
③若6min~8min只改变了某一条件,所改变的条件是 。
④第8min时,该反应是不是达到平衡状态 。(填“是”或“不是”)
⑤该合成反应的温度一般控制在240~270℃,选择此温度的原因是:Ⅰ.此温度下的催化剂活性高;Ⅱ. 。
(3)电解甲醇水溶液制氢的优点是需要的电压低,而且制得的氢气比电解相同物质的量的水多。写出电解甲醇水溶液的反应式为:阳极: 。
(1)取0.10mol CH3COOH作导电性实验,测得其导电率随加入的水量变化如图所示:
①开始时导电率为0说明: 。
② 比较a、b点的相关性质(填“>”、“<”、“=”):n(H+):a b;c(CH3COO-):a b;完全中和时消耗NaOH的物质的量:a b;
③若b点时,溶液中c(CH3COOH)=0.10mol/L,c(H+)=1.3×10-3mol/L,则此时c(CH3COO-)约为 mol/L;计算b点时醋酸的电离平衡常数,写出计算过程 。
(2)已知:H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) △H1="-57.3" kJ/mol
CH3COOH(aq) H+(aq) +CH3COO-(aq) △H2="+1.3" kJ/mol
写出稀醋酸与稀烧碱溶液反应的热化学方程式: 。
(3)室温下,取浓度均为0.10mol/L的醋酸与醋酸钠溶液等体积混合后,测得其pH<6,写出混合溶液中的物料守恒关系式 ;并列出其中的离子浓度大小顺序(由大到小) 。
(1)已知:① N2(g) + O2(g)=2NO(g) △H=+179.5 kJ/mol
②2NO(g) + O2(g)=2NO2(g) △H=-112.3 kJ/mol
③2NO(g) +2CO(g)=N2(g) +2CO2(g) △H=-759.8 kJ/mol
下图是在101kPa,298K条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO过程中能量变化的示意图。则a= 。
(2)将不同物质的量的H2O(g)和CO分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:
H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | CO | H2 | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验组1中以v(CO2)表示的反应速率为 ,此温度下的平衡常数为 ,温度升高时平衡常数会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②650℃时,若在此容器中开始充入2mol H2O(g)、 1mol CO、 1 mol CO2和 x molH2,若要使反应在开始时正向进行,则x应满足的条件是 。
③若a=2,b=1,则达平衡时实验组2中H2O(g)和实验组3中CO的转化率的关系为α2 (H2O) α3 (CO)(填“<”、“>”或“=”)。
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