题目
题型:不详难度:来源:
Ⅰ.在制备合成氨原料气H2中的应用
(1)甲烷蒸汽转化法制H2的主要转化反应如下:
CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH =" +206.2" kJ/mol
CH4(g) + 2H2O(g) CO2(g) +4H2(g) ΔH = +165.0kJ/mol
上述反应所得原料气中的CO能使氨合成催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是 。
(2)CO变换反应的汽气比(水蒸气与原料气中CO物质的量之比)与CO平衡变换率
(已转化的一氧化碳量与变换前一氧化碳量之比)的关系如下图所示:
汽气比与CO平衡变换率的关系
析图可知:
① 相同温度时,CO平衡变换率与汽气比的关系是 。
② 汽气比相同时,CO平衡变换率与温度的关系是 。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp),则CO变换反应的平衡常数表示式为:Kp= 。随温度的降低,该平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ.在熔融碳酸盐燃料电池中的应用
以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质,天然气经内重整催化作用提供反应气的燃料电池示意图如下:
(1)外电路电子流动方向:由 流向 (填字母)。
(2)空气极发生反应的离子方程式是 。
(3)以此燃料电池为电源电解精炼铜,当电路有0.6 mol e‑转移,有 g 精铜析出。
答案
Ⅰ(1)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH = -41.2 kJ/mol (2分)
(2)①汽气比越大CO平衡变化率越大 (1分)
②温度越高CO平衡变化率越小 (1分)
(3) Kp= (1分)
增大 (1分)
Ⅱ(1)由A流向B (2分)
(2)O2+4e-+2CO2=2CO32- (2分)
(3)19.2 (2分)
解析
试题分析:Ⅰ(1)①CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH1 =" +206.2" kJ/mol
②CH4(g) + 2H2O(g) CO2(g) +4H2(g) ΔH2 = +165.0kJ/mol
加减消元,②―①得ΔH =ΔH2―ΔH1=165.0kJ/mol―206.2 kJ/mol=-41.2 kJ/mol,答案:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH = -41.2 kJ/mol (2分)
(2)①由汽气比与CO平衡变换率的关系图,选取某一温度,随汽气比增大,CO平衡变换率变大,故答案:汽气比越大CO平衡变化率越大 (1分)
②在汽气比与CO平衡变换率的关系图中,将横坐标汽气比固定,作纵坐标的平行线,得:温度越高CO平衡变化率越小 ,答案:温度越高CO平衡变化率越小 (1分)
(3)由方程式CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)得Kp= ,答案: Kp= (1分)
反应的△H=-41.2 kJ/mol,是放热反应,降低温度,平衡正向移动,平衡常数增大,答案:增大 (1分)
Ⅱ(1)外电路电子由负极移向正极,由A流向B ,答案:由A流向B(2分)
(2)空气中氧气作氧化剂,在碳酸盐体系中,CO2变成CO32―,答案:O2+4e-+2CO2=2CO32- (2分)
(3)由关系式Cu2+ +2e―=Cu得m(Cu)=0.6mol/2×64g·mol-1=19.2g,答案:19.2 (2分)
核心考点
试题【天然气(以甲烷计)在工业生产中用途广泛。Ⅰ.在制备合成氨原料气H2中的应用(1)甲烷蒸汽转化法制H2的主要转化反应如下:CH4(g) + H2O(g) CO(】;主要考察你对原电池原理等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.催化剂通过降低化学反应的焓变加快化学反应速率 |
B.铅蓄电池充电时.标有“一”的电极应与电源的负极相连 |
C.温度保持不变.向水中加入钠盐对水的电离一定没有影响 |
D.向醋酸钠溶液中加水稀释时.溶液中所有离子浓度都减小 |
(1)若在恒温恒容的容器内进行反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有 。(填字母)
a.容器内的压强保持不变 b.容器中H2浓度与CO浓度相等
c.容器中混合气体的密度保持不变 d.CO的生成速率与H2的生成速率相等
(2)CO一空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2。该电池负极的电极反应式为 。
(3)一定条件下,CO与H2可合成甲烷,反应方程式为:CO(g)+3H2(g) CH4(g)+ H2O (g)
①一定条件下,该反应能够自发进行的原因是 。
②已知H2(g)、CO(g)和 CH4(g)的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1和890,0 kJ·mol-1。
写出CO与H2反应生成CH4和CO2的热化学方程式: 。
(4)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,反应方程式为: .
CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g) △H=-29.1 kJ·mol-1
科研人员对该反应进行了研究.部分研究结果如下:
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率"看,工业制取甲酸甲酯应选择的压强是 。
②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是 。
(1)该过程中产生的的CO可继续与水蒸气发生可逆反应得到CO2和H2,此反应的平衡常数表达式K =____________。
(2)CH3OH(l)气化时吸收的热量为27 kJ/mol,CH3OH(g)的燃烧热为677 kJ/mol,请写出CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式_________________。
(3) “催化还原”反应制乙二醇原理如下:
CH3OOC-COOCH3(g)+4H2(g) HOCH2-CH2OH(g)+2CH3OH(g) △H =" -34" kJ/mol
为探究实际生产的最佳条件,某科研小组进行了多方面研究。下图表示乙二醇达到平衡时的产率随原料投料比[n(氢气)/n(草酸二甲酯)]和压强的变化关系,其中三条曲线分别表示体系压强为1.5 MPa、2.5 MPa、3.5 MPa的情况,则曲线甲对应的压强是P(甲)=___________。
(4)草酸二甲酯水解产物草酸(H2C2O4)为二元中强酸
① 草酸氢钾溶液中存在如下平衡:
H2OH++OH-、HC2O4-H++C2O42-和 。
② 向0.1 mol/L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性,此时溶液里各粒子浓度关系正确的是 (填序号)。
a.c(K+) = c(HC2O4-) + c(H2C2O4) + c(C2O42-)
b.c(K+) + c(Na+) = c(HC2O4-) + c(C2O42-)
c.c(Na+) = c(H2C2O4) + c(C2O42-)
d.c(K+) > c(Na+)
(5)以甲醇为原料,使用酸性电解质构成燃料电池,该燃料电池的负极反应式为 ;若以甲烷代替该燃料电池中的甲醇,向外界提供相等电量,则每代替32 g甲醇,所需标准状况下的甲烷的体积为 L。
A.用电解法精炼粗铜的时候纯铜做阳极 |
B.将镁块与钢铁输水管相连,可以防止钢铁腐蚀 |
C.熔融烧碱的时候,不能使用石英坩埚 |
D.可以用硫酸或者CO2中和碱性废水 |
A.铅蓄电池放电时的负极和充电时的阴极均发生氧化反应 |
B.升高NH4Cl溶液的温度,其水的离子积常数和pH均增大 |
C.反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的△H<0 |
D.常温下Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,则Ag2CrO4的溶解度小于AgCl |
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