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题目
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能源短缺是人类面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反应II:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H2
下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)
答案
核心考点
试题【能源短缺是人类面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:反应I:CO2(g)+3H2(g)⇌CH】;主要考察你对能量的相互转化等知识点的理解。[详细]
举一反三
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温度250℃300℃350℃
K2.0410.2700.012
(1)①表中数据分析,随温度增大,平衡常数减小,说明平衡逆向进行,根据平衡移动原理,升温向吸热反应方向进行,故正向是放热反应,△H2<0;故答案为:<;
②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H2<0;若容器容积不变,可增加甲醇产率的条件分析:
A、升高温度平衡逆向进行,甲醇产率减小,故A不符合;
B、将CH3OH(g)从体系中分离,平衡正向进行,甲醇产增大,故B符合;
C、使用合适的催化剂,改变反应速率,不改变化学平衡,甲醇产率不变,故C不符合;
D、充入He,使体系总压强增大,分压不变,平衡不动,故D不符合;
E、按原比例再充入 CO和 H2,相当于增大体系压强,平衡向气体体积减小的方向进行,即正向进行,甲醇产率增大,故E符合;
故答案为:BE;
③某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的恒容密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol•L-1,则依据平衡三段式列式计算:
                 CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
起始量(mol)     2       6           0
变化量(mol)    1.6      3.2         1.6
平衡量(mol)    0.4      2.8         1.6
CO的转化率=
1.6mol
2mol
×100%=80%;
平衡后物质的平衡浓度为:C(CO)=0.2mol/L;C(H2)=1.4mol/L;C(CH3OH)=0.8mol/L;
平衡常数K=
C(CH3OH)
C(CO)×C2(H2)
=
0.8
0.2×1.42
=2.041L/mol;依据图表可知温度为250°C;
故答案为:80%;  250℃;
④恒温下,1mol CO和nmol H2在一个容积可变的密闭容器中反应达到平衡后,生成a molCH3OH.若起始时放入3molCO+3nmolH2,依据恒温恒压容器中达到的平衡是等效平衡,所以容器中生成甲醇物质的量为3a;故答案为:3a;
(2)①依据甲醇燃烧的反应原理,结合如图所示的原电池装置,负极上失电子发生氧化反应,正极上得到电子发生还原反应;一般燃料在负极上发生反应,氧气再正极发生还原反应;
负极电极反应为:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;阴离子移向负极;正极电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-
故答案为:负;O2+2H2O+4e-=4OH-
将1mol A(g)和2mol B(g)置于2L某密闭容器中,在一定温度下发生反应:A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g),并达到平衡.C的体积分数随时间变化如图Ⅰ中曲线b所示,反应过程中的能量变化如图Ⅱ所示,下列说法不正确的是(  )

魔方格
A.在上述反应体系中加入催化剂,化学反应速率增大,E1和E2均减小
B.该温度下,反应的平衡常数数值约为7.36;若升高温度,该反应的平衡常数减小
C.恒温条件下,缩小反应容器体积可以使反应的过程按图Ⅰ中a曲线进行
D.反应在第4秒钟达到化学平衡状态,此时以A表示的化学反应速率是v(A)=0.225mol•L-1•s-1
A是由导热材料制成的钢化密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的气球.关闭旋塞K.(已知:2NO2⇌N2O4;△H)

魔方格

(1)若将一定量的NO2通过a充入A中,下表是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K):
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温度(K)273308373
K(mol•L-1-16.783.132.78
下列图示与对应的叙述不相符的是(  )

魔方格
A.图1表示KNO3的溶解度曲线,图中a点所示的溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液
B.图2表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C.图3表示0.1000mol•L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol•L-1醋酸溶液得到滴定曲线
D.图4 表示向NH4Al(SO42溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液,随着Ba(OH)2溶液体积V的变化,沉淀总物质的量n的变化
用CH4催化还原 NOx可以消除氮氧化物的污染.例如:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ•mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ•mol-1
下列说法不正确的是(  )
A.若用标准状况下 4.48LCH4 还原 NO2生成N2和水蒸气,放出的热量为 173.4kJ
B.由反应①可推知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H>-574 kJ•mol-1
C.反应 ①②转移的电子数相同
D.反应 ②中当4.48LCH4 反应完全时转移的电子总数为1.60 mol
化学反应与能量有比不可分的关系,回答下列问题.
Ⅰ:已知31g白磷变为31g红磷释放能量.试回答:
(1)上述变化属于______(填“物理”或“化学”)变化.
(2)31g白磷具有的能量_______(“>”或“<”)31g红磷具有的能量,常温常压下,______更稳定.
(3)31g白磷完全燃烧释放的能量_______(“>”或“<”)31g红磷完全燃烧释放的能量.
Ⅱ:A、B、C三个烧杯中分别盛有200mL相同物质的量浓度的稀硫酸

魔方格

(1)分别写出三个装置中铁片表面发生反应的离子方程式:
A______;B______;C______.
(2)一段时间后,B中Sn极附近溶液的pH______(填“增大”、“减小”、“不变”).
(3)一段时间后,C中产生了3.36L(标准状况)气体时,硫酸恰好全部被消耗,则原稀硫酸溶液的物质的量浓度=______mol•L-1.此时,三个烧杯中液体质量由大到小的顺序为:______(填写序号).
(4)比较A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是______(填写序号).
Ⅲ:某温度时,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示.根据图中数据填空:
魔方格

(1)该反应的化学方程式为______.
(2)反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率为______.
(3)若X、Y、Z均为气体,2min后反应达到平衡,反应达平衡时:
①此时体系的压强是开始时的______倍;
②达平衡时,容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时______(填“增大”“减小”或“相等”).