工业上利用CO2和H2反应生成甲醇,也是减少CO2的一种方法。在容积为 1L 的恒温密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应: CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0 kJ/mol,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示:
(1)达到平衡的时刻是_________ min(填“3”或“10”)。在前10min内,用CO2浓度的变化表示的反应速率υ(CO2)=_________ mol/(L· min)。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_________ 。
a.容器内压强不变 b.混合气体中c(CO2)不变 c.υ(CH3OH)=υ(H2O) d.c(CH3OH)=c(H2O)
(3)达平衡后,H2的转化率是_________ 。平衡常数 K =_________ (计算结果保留一位小数)。为了提高H2的转化率,可采取_________ (填“增大”或“减小”)CO2浓度的措施。
(4)工业上也可用 CO 和H2合成甲醇
已知:①CO(g) + O2(g) = CO2(g) △H1=-283.0 kJ/mol
②H2(g) + O2(g) = H2O(g) △H2=-241.8 kJ/mol
③CH3OH(g) + O2(g) = CO2(g)+2H2O(g) △H3=-673kJ/mol
则反应CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)△H=_________ kJ/mol
(5)如图是甲醇燃料电池原理示意图,电池正极的电极反应式为:_________ 。
(1)达到平衡的时刻是
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是
a.容器内压强不变 b.混合气体中c(CO2)不变 c.υ(CH3OH)=υ(H2O) d.c(CH3OH)=c(H2O)
(3)达平衡后,H2的转化率是
(4)工业上也可用 CO 和H2合成甲醇
已知:①CO(g) + O2(g) = CO2(g) △H1=-283.0 kJ/mol
②H2(g) + O2(g) = H2O(g) △H2=-241.8 kJ/mol
③CH3OH(g) + O2(g) = CO2(g)+2H2O(g) △H3=-673kJ/mol
则反应CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)△H=
(5)如图是甲醇燃料电池原理示意图,电池正极的电极反应式为:
更新时间:2020/07/03 09:19:43
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解题方法
【推荐1】乙酸是生物油的主要成分之一,乙酸制氢具有重要意义。
热裂解反应: CH3COOH(g) 2CO(g)+2H2(g) △H=+213.7 kJ·mol-1
脱酸基反应CH3COOH(g) CH4(g)+CO2(g) △H= 33.5 kJ·mol-1
(1)请写出CO与H2制备甲烷的热化学方程式_______ 。
(2)在密闭溶液中,利用乙酸制氢气,选择的压强为_______ (填“高压”或“常压”)。若以制的CH4为原料,做成CH4-O2 (KOH)燃料电池,则负极电极反应为_______ 。
(3)温度与气体产率的关系如图:
①约650°C之前,脱酸基反应活化能低速率快,故氢气产率低于甲烷; 650°C之 后氢气产率高于甲烷,理由是随着温度升高后,热裂解反应速率加快,同时_______ 。
②保持其他条件不变,在乙酸气中掺杂一定量的水,氢气产率显著提高而CO的产率下降,请用化学方程式表示:_______ 。
(4)若利用合适的催化剂控制其他的副反应,温度为T K时达到平衡,总压强为P kPa,热裂解反应消耗乙酸20%,脱酸基反应消耗乙酸60%,乙酸体积分数为_______ (计算结果保留1位小数) ;脱酸基反应的平衡常数Kp为_______ kPa (Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)
热裂解反应: CH3COOH(g) 2CO(g)+2H2(g) △H=+213.7 kJ·mol-1
脱酸基反应CH3COOH(g) CH4(g)+CO2(g) △H= 33.5 kJ·mol-1
(1)请写出CO与H2制备甲烷的热化学方程式
(2)在密闭溶液中,利用乙酸制氢气,选择的压强为
(3)温度与气体产率的关系如图:
①约650°C之前,脱酸基反应活化能低速率快,故氢气产率低于甲烷; 650°C之 后氢气产率高于甲烷,理由是随着温度升高后,热裂解反应速率加快,同时
②保持其他条件不变,在乙酸气中掺杂一定量的水,氢气产率显著提高而CO的产率下降,请用化学方程式表示:
(4)若利用合适的催化剂控制其他的副反应,温度为T K时达到平衡,总压强为P kPa,热裂解反应消耗乙酸20%,脱酸基反应消耗乙酸60%,乙酸体积分数为
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解答题-原理综合题
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(0.65)
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解题方法
【推荐2】煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx(主要成分为NO、NO2的混合物),对烟气进行脱硫、脱硝有多种方法。
(1)碱液吸收法:采用石灰乳脱除SO2.脱除后的主要产物是_____ 。
(2)液相氧化法:采用 NaClO溶液进行脱除。
①NaClO水解的离子方程式是_____ 。
②NaClO溶液吸收NO的主要过程如下
i.NO(aq)+HClO(aq)⇌NO2(aq)+HCl(aq) △H1
ii.3NO2(aq)+H2O(1)⇌2HNO3(aq)+NO(aq) △H2
NO(aq)转化为HNO3(aq)的热化学方程式是_____ 。
③研究pH对NO脱除率的影响。调节 NaClO溶液的初始pH,NO的脱除率如表:
pH影响NO脱除率的原因是_____ 。
(3)研究发现,在液相氧化法中,一定量的SO2能提高NOx的脱除率。当pH=5.5时,SO2对有效氯含量、NOx脱除率的影响如图所示。
①据图1,通入SO2后有效氯含量降低。SO2和HClO反应的离子方程式是_____ 。
②针对图2中NOx脱除率提高的原因,研究者提出了几种可能发生的反应:
A.SO2+2NO+H2O═N2O+H2SO4
B.2SO2+2NO+2H2O═N2+2H2SO4
C.4SO2+2NO2+4H2O═N2+4H2SO4
用同位素示踪法确认发生的反应:把15NO2和NO按一定比例混合,通入SO2的水溶液中,检测气体产物。
a.气体产物中主要含有15NO2、N2O,则发生的主要反应是_____ (填序号)。
b.同时检测到气体产物中还有15N N,产生15N N的化学方程式是_____ 。
(1)碱液吸收法:采用石灰乳脱除SO2.脱除后的主要产物是
(2)液相氧化法:采用 NaClO溶液进行脱除。
①NaClO水解的离子方程式是
②NaClO溶液吸收NO的主要过程如下
i.NO(aq)+HClO(aq)⇌NO2(aq)+HCl(aq) △H1
ii.3NO2(aq)+H2O(1)⇌2HNO3(aq)+NO(aq) △H2
NO(aq)转化为HNO3(aq)的热化学方程式是
③研究pH对NO脱除率的影响。调节 NaClO溶液的初始pH,NO的脱除率如表:
初始pH | 3.5 | 4.5 | 5.5 | 6.5 | 7.5 |
NO脱除率 | 91% | 88% | 83% | 65% | 51% |
pH影响NO脱除率的原因是
(3)研究发现,在液相氧化法中,一定量的SO2能提高NOx的脱除率。当pH=5.5时,SO2对有效氯含量、NOx脱除率的影响如图所示。
①据图1,通入SO2后有效氯含量降低。SO2和HClO反应的离子方程式是
②针对图2中NOx脱除率提高的原因,研究者提出了几种可能发生的反应:
A.SO2+2NO+H2O═N2O+H2SO4
B.2SO2+2NO+2H2O═N2+2H2SO4
C.4SO2+2NO2+4H2O═N2+4H2SO4
用同位素示踪法确认发生的反应:把15NO2和NO按一定比例混合,通入SO2的水溶液中,检测气体产物。
a.气体产物中主要含有15NO2、N2O,则发生的主要反应是
b.同时检测到气体产物中还有15N N,产生15N N的化学方程式是
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(0.65)
解题方法
【推荐3】用转化为乙醇可实现碳循环。近年来,随着全球变暖及能源枯竭的加剧,由制乙醇又再次成为各国的研究热点。
Ⅰ.转化为乙醇的一种途径如下:
(1)则___________ 。
Ⅱ.已知催化加氢制乙醇原理为,回答下列问题:
(2)在恒温恒容的密闭容器中,对催化加氢制乙醇反应体系说法错误的是___________ 。(填序号)
A.增大原料气中的比例,有利于提高的转化率
B.若混合气体的密度保持不变,说明反应体系已达平衡
C.体系达平衡后,若压缩容器容积,则反应平衡正向移动
(3)在均为2 L的恒容密闭容器a和b中分别投入2 mol 和6 mol ,在不同温度下进行加氢制乙醇的反应,各容器中乙醇的物质的量与时间的关系如图所示:
①容器a中0~10 min氢气的平均反应速率___________ ;
②若容器a、b中的反应温度分别为、,则判断___________ 0(填“>”或“<);
③若容器a中改变条件时,反应情况会由曲线a变为曲线c,则改变的单一条件可是___________ (填序号);
A.加入更高效的催化剂 B.升温 C.增大压强 D.分离出乙醇
④温度下反应达平衡时,容器a中气体总压强为4 MPa,则时该反应的平衡常数___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,气体的分压=气体总压强×气体的物质的量分数)。
(4)虽然由催化加氢制乙醇目前还无法实现产业化,但该方法具有很多优点、具有广阔的综合利用前景,试说明原因(任写一个原因):___________ 。
Ⅰ.转化为乙醇的一种途径如下:
(1)则
Ⅱ.已知催化加氢制乙醇原理为,回答下列问题:
(2)在恒温恒容的密闭容器中,对催化加氢制乙醇反应体系说法错误的是
A.增大原料气中的比例,有利于提高的转化率
B.若混合气体的密度保持不变,说明反应体系已达平衡
C.体系达平衡后,若压缩容器容积,则反应平衡正向移动
(3)在均为2 L的恒容密闭容器a和b中分别投入2 mol 和6 mol ,在不同温度下进行加氢制乙醇的反应,各容器中乙醇的物质的量与时间的关系如图所示:
①容器a中0~10 min氢气的平均反应速率
②若容器a、b中的反应温度分别为、,则判断
③若容器a中改变条件时,反应情况会由曲线a变为曲线c,则改变的单一条件可是
A.加入更高效的催化剂 B.升温 C.增大压强 D.分离出乙醇
④温度下反应达平衡时,容器a中气体总压强为4 MPa,则时该反应的平衡常数
(4)虽然由催化加氢制乙醇目前还无法实现产业化,但该方法具有很多优点、具有广阔的综合利用前景,试说明原因(任写一个原因):
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解答题-原理综合题
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(0.65)
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【推荐1】某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示:
(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为_______ 。
(2)若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3,某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molN2和2.0mol H2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如表所示:
0~50s内的平均反应速率v(N2)=_______ 。
(3)已知:键能指在标准状况下,将lmol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)、B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为kJ/mol。H-H的键能为436kJ/mol,N-H的键能为391kJ/mol,生成lmol NH3过程中放出46kJ的热量。则N≡N的键能为_______ kJ/mol。
(4)CO与H2反应可制备CH3OH,由CH3OH和O2构成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下。
电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,则c电极是_______ (填“正极”或“负极”),若外电路中转移2 mol电子,则上述电池所消耗的O2在标准状况下的体积为_______ L。
(5)下列反应中,属于吸热反应的是_______ (填序号)
①物质燃烧 ②炸药爆炸 ③酸碱中和反应 ④食物因氧化而腐败 ⑤Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 ⑥铁粉与稀盐酸反应
(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为
(2)若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3,某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molN2和2.0mol H2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如表所示:
t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(NH3) | 0 | 0.36 | 0.48 | 0.50 | 0.50 |
0~50s内的平均反应速率v(N2)=
(3)已知:键能指在标准状况下,将lmol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)、B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为kJ/mol。H-H的键能为436kJ/mol,N-H的键能为391kJ/mol,生成lmol NH3过程中放出46kJ的热量。则N≡N的键能为
(4)CO与H2反应可制备CH3OH,由CH3OH和O2构成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下。
电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,则c电极是
(5)下列反应中,属于吸热反应的是
①物质燃烧 ②炸药爆炸 ③酸碱中和反应 ④食物因氧化而腐败 ⑤Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 ⑥铁粉与稀盐酸反应
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解答题-实验探究题
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【推荐2】某实验探究小组用酸性KMnO4 溶液与H2C2O4 溶液反应过程中紫色消失快慢的方法,研究影响反应速率的因素。实验条件如下:所用酸性KMnO4 溶液浓度可选择 0.010 mol·L-1、0.001 mol·L-1,催化剂的量可选择0.5 g、0 g,实验温度可选择298 K、323K。每次实验酸性KMnO4 溶液量均为4 mL,H2C2O4 溶液(0.100 mol·L-1)的用量均为2 mL。
(1)写出反应的离子方程式并用单线桥表示电子转移方向和数目________ 。
(2)请将实验设计表补充完整。
实验目的:
a.实验①和②探究酸性KMnO4 溶液的浓度对该反应速率的影响;
b.实验①和③探究____ 对该反应速率的影响;
c.实验①和④探究催化剂对该反应速率的影响;
(3)该反应的催化剂应选择MnCl2还是MnSO4?______ ,简述选择的理由___________ 。
(4)某同学对实验①和②分别进 了三次重复实验,测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时):
实验②中KMnO4 的浓度变化表示的平均反应速率为________ (忽略混合前后溶液的体积变化,结果保留3 位有效数字)
(1)写出反应的离子方程式并用单线桥表示电子转移方向和数目
(2)请将实验设计表补充完整。
实验编号 | T/K | 催化剂的量/g | 酸性KMnO4 溶液的浓度/(mol·L-1) |
① | 298 | 0.5 | 0.010 |
② | 298 | 0.5 | 0.001 |
③ | 323 | 0.5 | 0.010 |
④ |
实验目的:
a.实验①和②探究酸性KMnO4 溶液的浓度对该反应速率的影响;
b.实验①和③探究
c.实验①和④探究催化剂对该反应速率的影响;
(3)该反应的催化剂应选择MnCl2还是MnSO4?
(4)某同学对实验①和②分别进 了三次重复实验,测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时):
实验编号 | 溶液褪所需时间t/min | ||
第1 次 | 第2次 | 第3 次 | |
① | 12.8 | 13.0 | 11.0 |
② | 4.9 | 5.1 | 5.0 |
实验②中KMnO4 的浓度变化表示的平均反应速率为
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】NO2、CO、CO2是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
(1)如图所示,利用电化学原理将NO2转化为重要化工原料C。
若A为NO2,B为O2,则负极的电极反应式为______________________________ ;
(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:
CO2+3H2CH3OH+H2O
已知:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) =-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) =-b kJ·mol-1;
H2O(g)=H2O(l) =-c kJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l) =-d kJ·mol-1,
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:_________________________________ ;
(3)光气 (COCl2)是一种重要的化工原料,用于农药、医药、聚酯类材料的生产,工业上通过Cl2(g)+CO(g) COCl2(g)制备。左图为此反应的反应速率随温度变化的曲线,右图为某次模拟实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题:
①0~6 min内,反应的平均速率v(Cl2)=______________ ;
②若保持温度不变,在第7min 向体系中加入这三种物质各2mol,则平衡向____________________ 移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”);
③若将初始投料浓度变为c(Cl2)=0.7mol/L、c(CO)=0.5mol/L、c(COCl2)_________ mol/L,保持反应温度不变,则最终达到化学平衡时,Cl2的体积分数与上述第6min时Cl2的体积分数相同;
④随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是__________ ;(填“增大”、“减小”或“不变”)
⑤比较第8min反应温度T(8)与第15min反应温度T(15)的高低:T(8)_______ T(15)(填“<”、“>”或“=”)
(1)如图所示,利用电化学原理将NO2转化为重要化工原料C。
若A为NO2,B为O2,则负极的电极反应式为
(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:
CO2+3H2CH3OH+H2O
已知:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) =-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) =-b kJ·mol-1;
H2O(g)=H2O(l) =-c kJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l) =-d kJ·mol-1,
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:
(3)光气 (COCl2)是一种重要的化工原料,用于农药、医药、聚酯类材料的生产,工业上通过Cl2(g)+CO(g) COCl2(g)制备。左图为此反应的反应速率随温度变化的曲线,右图为某次模拟实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题:
①0~6 min内,反应的平均速率v(Cl2)=
②若保持温度不变,在第7min 向体系中加入这三种物质各2mol,则平衡向
③若将初始投料浓度变为c(Cl2)=0.7mol/L、c(CO)=0.5mol/L、c(COCl2)
④随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是
⑤比较第8min反应温度T(8)与第15min反应温度T(15)的高低:T(8)
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【推荐1】H2、CO、CH4、CH3OH、C2H5OH等都是重要的能源,也是重要的化工原料。
(1)已知25℃,1.01×105Pa时,8.0gCH4完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出444.8kJ热量。写出该反应的热化学反应方程式_______ 。
(2)工业上用CO和H2为原料制备CH3OH,反应方程式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在一体积固定的密闭容器中投入一定量的CO和H2气体进行上述反应。下列叙述中能说明反应达到平衡状态的是_______ 。(填序号)
A.CO与CH3OH的物质的量之比为1:1
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1molCO,同时生成1molCH3OH
D.CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变
E.混合气体的密度保持不变
(3)乙醇-氧气燃料电池的简易工作原理如图所示。
①写出a电极的电极反应式:_______ ;实验过程中钾离子向_______ 极运动(填“a”或“b”)。
②工作一段时间后,当46g乙醇完全反应时,转移电子数为_______ ;
③若用此电池来电解NaCl溶液(惰性电极),电解反应的离子方程式为_______ 。
(1)已知25℃,1.01×105Pa时,8.0gCH4完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出444.8kJ热量。写出该反应的热化学反应方程式
(2)工业上用CO和H2为原料制备CH3OH,反应方程式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在一体积固定的密闭容器中投入一定量的CO和H2气体进行上述反应。下列叙述中能说明反应达到平衡状态的是
A.CO与CH3OH的物质的量之比为1:1
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1molCO,同时生成1molCH3OH
D.CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变
E.混合气体的密度保持不变
(3)乙醇-氧气燃料电池的简易工作原理如图所示。
①写出a电极的电极反应式:
②工作一段时间后,当46g乙醇完全反应时,转移电子数为
③若用此电池来电解NaCl溶液(惰性电极),电解反应的离子方程式为
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(0.65)
解题方法
【推荐2】羰基硫作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些害虫和真菌的危害,广泛应用于农药工业。利用工厂废气中的和反应可以合成,回答下列问题:
(1)已知:①
②
③
反应_____ 。
(2)在恒容、绝热的密闭容器中,充入与进行反应。下列事实不能说明反应达到平衡状态的是_____(填字母)。
(3)在充有催化剂的恒容密闭容器中进行反应。设起始充入的,相同时间内测得的转化率与和温度的关系如图所示:①_____ (填“>”“<”或“=”,下同)_____ 。
②温度高于时,转化率减小的可能原因为_____ (填字母)。
A.反应的变大 B.催化剂活性降低 C.平衡逆向移动 D.反应速率加快
③时,在恒容密闭容器中充入等物质的量和发生反应,实验测得反应前容器内压强为后达到平衡时的分压为。该反应的平衡常数_____ (用含的代数式表示)。
(4)已知时,反应的平衡常数。
①时,在密闭容器中充入等物质的量的和发生上述反应,则平衡时的体积分数为_____ 。
②在两个密闭容器中都加入四种气体,起始时气体体积分数,分别在和时反应,容器中和的体积分数随时间的变化关系如图所示:和时,随时间变化关系的曲线分别是_____ 、_____ ,判断的理由是_____ 。
(1)已知:①
②
③
反应
(2)在恒容、绝热的密闭容器中,充入与进行反应。下列事实不能说明反应达到平衡状态的是_____(填字母)。
A.和的浓度保持不变 |
B.消耗的速率与生成的速率之比为 |
C.的值不再改变 |
D.混合气体的平均相对分子质量不再改变 |
(3)在充有催化剂的恒容密闭容器中进行反应。设起始充入的,相同时间内测得的转化率与和温度的关系如图所示:①
②温度高于时,转化率减小的可能原因为
A.反应的变大 B.催化剂活性降低 C.平衡逆向移动 D.反应速率加快
③时,在恒容密闭容器中充入等物质的量和发生反应,实验测得反应前容器内压强为后达到平衡时的分压为。该反应的平衡常数
(4)已知时,反应的平衡常数。
①时,在密闭容器中充入等物质的量的和发生上述反应,则平衡时的体积分数为
②在两个密闭容器中都加入四种气体,起始时气体体积分数,分别在和时反应,容器中和的体积分数随时间的变化关系如图所示:和时,随时间变化关系的曲线分别是
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解题方法
【推荐3】甲醇是重要的化工原料。
I.用二氧化碳和氢气合成甲醇:
(1)已知:(a、b均为正数),则表示燃烧热的热化学方程式为:_______ 。
(2)若在体积为的恒容密闭容器中充入和模拟工业合成甲醇的反应:,二氧化碳的转化率和温度的关系如下图所示。
①下列能说明该反应达到平衡状态的是_______ 。
A.混合气体平均相对分子质量不变
B.混合气体密度不变
C.容器内压强恒定不变
D.反应速率满足以下关系:
②计算T=200℃时,该反应的化学平衡常数K=_______ (计算结果保留一位小数)。
II.以甲醇为主要原料,电化学合成碳酸二甲酯【】的工作原理如下图所示。离子交换膜a为_______ (填“阳膜”、“阴膜”),阴极的电极反应式为_______ 。
I.用二氧化碳和氢气合成甲醇:
(1)已知:(a、b均为正数),则表示燃烧热的热化学方程式为:
(2)若在体积为的恒容密闭容器中充入和模拟工业合成甲醇的反应:,二氧化碳的转化率和温度的关系如下图所示。
①下列能说明该反应达到平衡状态的是
A.混合气体平均相对分子质量不变
B.混合气体密度不变
C.容器内压强恒定不变
D.反应速率满足以下关系:
②计算T=200℃时,该反应的化学平衡常数K=
II.以甲醇为主要原料,电化学合成碳酸二甲酯【】的工作原理如下图所示。离子交换膜a为
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解题方法
【推荐1】甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用
(1)CH3OH(g)+CO(g)⇌HCOOCH3(g)△H=-29.1kJ·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__________ (填“3.5×106Pa”、“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)
②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是________________________________________
(2)直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注,DMFC的工作原理如图3所示:
①通入a气体的电极是电池的__________ (填“正”或“负”)极,其电极反应式为__________
②常温下,用此电池以性电极电解0.5L饱和食盐水(足量),若两极共生成气体1.12L(已折算为标准状况下的体积),则电解后溶液的pH为__________ (忽略溶液的体积变化)
(1)CH3OH(g)+CO(g)⇌HCOOCH3(g)△H=-29.1kJ·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
(2)直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注,DMFC的工作原理如图3所示:
①通入a气体的电极是电池的
②常温下,用此电池以性电极电解0.5L饱和食盐水(足量),若两极共生成气体1.12L(已折算为标准状况下的体积),则电解后溶液的pH为
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】(1)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,回答下列问题:
①该反应在_________ min时达到化学平衡状态。
②该反应的化学方程式是______________________ 。
③从开始到2min,Z的平均反应速率是________________________ 。
(2)某原电池的装置如图所示,看到a极上有红色金属析出,回答下列问题:
①若a、b是两种活动性不同的金属,则活动性a____ b(填>、<或=);
②电路中的电子从____ 经导线流向_____ (填a或b);
③溶液中的SO42-向________ 极移动(填a或b);
④若两电极分别是Al和C,则负极的电极反应式为_________________ 。
(3)将甲醇与氧气分别通入如图所示的装置的电极中,可构成甲醇燃料电池,请回答下列问题:
通入甲醇的电极是_____ (填“正”或“负”)极,反应时该电极附近的现象是_____________________________ ,溶液中K+向____ (填“正”或“负”)极移动:写出正极反应式:_______________ ;若电池工作过程中通过2mol电子,则理论上消耗O2__ L(标准状况)。
①该反应在
②该反应的化学方程式是
③从开始到2min,Z的平均反应速率是
(2)某原电池的装置如图所示,看到a极上有红色金属析出,回答下列问题:
①若a、b是两种活动性不同的金属,则活动性a
②电路中的电子从
③溶液中的SO42-向
④若两电极分别是Al和C,则负极的电极反应式为
(3)将甲醇与氧气分别通入如图所示的装置的电极中,可构成甲醇燃料电池,请回答下列问题:
通入甲醇的电极是
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】甲醇是重要的化工原料,又可作燃料,工业上可利用CO2来生产燃料甲醇。
(1)已知制备甲醇的有关反应的化学方程式及其在不同温度下的化学平衡常数如表所示:
①500℃时测得反应i在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.8mol·L-1、0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.15mol·L-1,则此时v(正)___ (填“>”“=”或“<”)v(逆)。
②下列措施能使反应i的平衡体系中n(CH3OH)增大的是___ (填序号)。
A.将H2O(g)从体系中分离出去B.恒容时充人He(g),使体系压强增大
C.升高温度D.恒容时再充入1molH2(g)
(2)200℃时,甲醇气相脱水制甲醚的反应可表示为:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),向恒容密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)发生上述反应,测得CH3OH(g)浓度随时间(t)的变化如表:
①10~30min内,用CH3OCH3(g)表示该反应的平均速率为___ 。
②CH3OH(g)的平衡转化率为___ 。
③反应开始时,容器内的起始压强为P0,求该反应在200℃时的平衡常数Kp=___ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(3)某研究小组用以酸性介质为电解质的甲醇-氧气燃料电池,电解HCl气体,制备高纯度氯气,其装置如图,其中a、b均为惰性电极。
①b极的电极反应式为:___ 。
②理论上,当燃料电池消耗16gCH3OH标准状况下能制备Cl2___ L。
(1)已知制备甲醇的有关反应的化学方程式及其在不同温度下的化学平衡常数如表所示:
化学反应 | 化学平衡常数 | 温度(℃) | ||
500 | 700 | 800 | ||
i.3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1 | K1 | 2.5 | 0.58 | 0.38 |
②下列措施能使反应i的平衡体系中n(CH3OH)增大的是
A.将H2O(g)从体系中分离出去B.恒容时充人He(g),使体系压强增大
C.升高温度D.恒容时再充入1molH2(g)
(2)200℃时,甲醇气相脱水制甲醚的反应可表示为:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),向恒容密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)发生上述反应,测得CH3OH(g)浓度随时间(t)的变化如表:
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
c(CH3OH)/(mol·L-1) | 1.00 | 0.65 | 0.50 | 0.36 | 0.27 | 0.20 | 0.20 |
②CH3OH(g)的平衡转化率为
③反应开始时,容器内的起始压强为P0,求该反应在200℃时的平衡常数Kp=
(3)某研究小组用以酸性介质为电解质的甲醇-氧气燃料电池,电解HCl气体,制备高纯度氯气,其装置如图,其中a、b均为惰性电极。
①b极的电极反应式为:
②理论上,当燃料电池消耗16gCH3OH标准状况下能制备Cl2
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