题目
题型:不详难度:来源:
(i)2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH1
原料气氢气
(ii)CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH2
回答下列问题:
(1)使用乙醇汽油(汽油用戊烷代替)燃料时.气缸工作时进行的反应较多,写出燃烧产生有毒气体CO、NO的所有反应的化学方程式:________________________。
(2)反应(i)中能够提高氢气转化率的措施有____。
A.增大压强 | B.加催化剂 | C.增大CO2的浓度 | D.及时分离体系中的乙醇 |
(iii)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH3
写出以CO(g)与H2(g)为原料合成乙醇的热化学方程式:___________________(焓变用H1、H3表示)。
(4)反应(ii)中的甲烷和水蒸气是在特定的催化剂表面上进行的,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
由此推知反应(ii)的焓变H2________0(填“>”、“=”或“<”)。某温度下,向容积为1 L的密闭容器中加入1 mol甲烷和1mol水蒸气,经过5h反应达到平衡状态,此时测得CH4的浓度变为0.5 mol/L。该温度下,反应(ii)的平衡常数K=__________________,反应开始至达到平衡时氢气的反应速率v(H2)=_________。
(5)机动车在改用乙醇汽油后,并不能减少氮氧化物的排放。使用合适的催化剂可使NO转化为氮气,实验测得NO转化为氮气的转化率随温度变化曲线如下图所示:
由图像可知,在没有CO情况下,温度超过775K,NO的转化率减小,造成这种现象的原因可能是___________________________;在NO和CO物质的量之比为1:1的情况下,应控制的最佳温度为__________________左右。
答案
(2)A C D
(3)2CO(g)+4H2(g)=CH3CH2OH(g)+H2O(g) ΔH1+2ΔH3
(4)> 6.75 0.3mol/( L·h)
(5)NO分解反应是放热反应,达平衡后,温度升高,则平衡逆向移动 850K(810-880K均正确)
解析
试题分析:(1)燃料CH3CH2OH、C5H12不完全燃烧会产生CO。其反应方程式为:CH3CH2OH+2O22CO+3H2O 2C5H12+11O210CO+12H2O在气缸内产生NO的方程式为:N2+O22NO。(2)反应(i)的正反应为气体体积减小的反应。所以要提高氢气转化率可以通过增大反应物CO2的浓度、减小生成物乙醇的浓度或增大压强等措施来实现。由于催化剂能同等倍数的改变正反应、逆反应的速率,所以平衡不发生移动。乙醇选项为ACD。(3)①+③×2,整理可得:2CO(g)+4H2(g)=CH3CH2OH(g)+H2O(g) ΔH1+2ΔH3。(4)由图像可以看出:升高温度,化学平衡常数增大。即:升高温度,化学平衡向正反应方向移动。根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动。正反应方向为吸热反应。所以反应(ii)的焓变ΔH2>0。对于反应(ⅱ)在反应开始时,c(CH4)=1mol/L;c(H2O)="1mol/L." c(CO)= c(H2)=0.当反应达到平衡时,c(CH4)=" 0.5" mol/L;c(H2O)=" 0.5" mol/L, c(CO)=" 0.5" mol/L ;c(H2)=" 1.5" mol/L。所以化学平衡常数为:。从反应开始至达到平衡时氢气的反应速率v(H2)="Δc/Δt=1.5mol/L÷5h=0.3mol/(" L·h). (5)在没有CO情况下,温度超过775K,NO的转化率减小,造成这种现象的原因可能是NO分解反应是放热反应,达平衡后,温度升高,则平衡逆向移动,导致分解率降低。由图像可以看出在NO:CO=1:1时NO的转化率随温度的升高而增大。当温度在850K时NO的转化率最大。所以应控制的最佳温度为850K左右。
核心考点
试题【乙醇是一种可燃性液体,按一定比例混合的乙醇汽油是一种新型清洁车用燃料,某科研机构研究利用CO2合成乙醇的方法:(i)2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2O】;主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)已知NO2、N2O4的结构式分别为、, NO2中氮氧键的键能为466 kJ·mol-1,N2O4中N-N键键能为167 kJ·mol-1,氮氧键的键能为438.5 kJ·mol-1,写出N2O4转化为NO2的热化学方程式 ;
(2)某种高能充电电池使用吸收H2后的储氢合金(用MH表示)作电池负极材料,NiO(OH)作正极材料,KOH溶液为电解质溶液,负极的电极反应为:MH+OH--e-= M+H2O,电池充放电时的总反应为:Ni(OH)2+M NiO(OH)+MH
① 电池放电时,正极的电极反应式为 ;
② 充电完成时Ni(OH)2全部转化为NiO(OH),若继续充电将在一个电极产生O2,同时扩散到另一个电极发生电极反应被消耗,此时阴极的电极反应式为 。
化学键 | H—H | Cl—Cl | H—Cl |
键能/ kJ·mol-1 | 436 | 243 | 431 |
则下列热化学方程式不正确的是 ( )
A.H2(g)+Cl2(g)=HCl(g) ΔH=-91.5 kJ·mol-1
B.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH=-183 kJ·mol-1
C.H2(g)+Cl2(g)=HCl(g)ΔH=+91.5 kJ·mol-1
D.2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)ΔH=+183 kJ·mol-1
A.784.92 kJ | B.2 489.44 kJ | C.1 569.83 kJ | D.3 274.3 kJ |
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 | 250 ℃ | 300 ℃ | 350 ℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
由表中数据判断,ΔH1______0(填“>”、“=”或“<”)。
③某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2 mol·L-1,则CO的转化率为________,此时的温度为________(从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1=-1 275.6 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44.0 kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
__________________________________________________________。
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol-1
CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
请回答:
(1)根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式:_____________________________。
(2)比较反应热数据可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”;乙同学根据盖斯定律做出如图循环图
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。
请分析:甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”);判断的理由是
_______________________________________________________。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点,请列举其中的两个优点______________________________________________________
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