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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:309 题号:3849332
碳和碳的化合物在生产、生活中有重要作用,甲醇水蒸气重整制氢系统可能发生下列三个反应:
①CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) H1=+90.8kJ/mol
②CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) H2=+49kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H3
回答下列问题:
(1)H3=__________
(2)根据化学原理分析升高温度对反应②的影响__________
(3)甲醇使用不当会造成其对水质的污染,用电化学可消除这种污染,其原理是电解CoSO4、稀硫酸和CH3OH混合溶液,将Co2+氧化成Co3+,Co3+再将CH3OH氧化成CO2
①电解时,阳极的电极反应式为__________
②Co3+氧化CH3OH的离子方程式为__________
(4)控制反应条件,反应①中的产物也可以用来合成甲醇和二甲醚,其中合成二甲醚的化学方程式为3H2(g)+3CO(g)═CH3OCH3(g)+CO2(g),在相同条件下合成二甲醚和合成甲醇的原料平衡转化率随氢碳比[]的变化如图所示:

合成二甲醚的最佳氢碳比为__________,对于气相反应,用某组分(B)的平衡分压(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),水煤气合成二甲醚的反应的平衡常数表达式为KP=__________
(5)在标态(反应物和产物都处于100kPa)和T(K)条件下由稳定单质生成1mol化合物的焓变称为该物质在T(K)时的标准焓,用符号Hθ表示。已知石墨和一氧化碳的燃烧热H分别为-393.5kJ•mol-1和—283.0 kJ •mol-1,则CO2(g)、CO(g)的Hθ分别为____________________

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
解题方法
【推荐1】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: CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
①下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度250℃300℃350℃
K2.0410.2700.012
由表中数据判断ΔH1____0 (填“>”、“=”“<”)。
某温度下,将2mol CO6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)= 0.2 mol/L,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:
2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l) ΔH1=-1451.6kJ/mol
2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 =-566.0kJ/mol
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:_________________________________________
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置:
   
①该电池的能量转化形式为___________________________
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小。请写出该电池的负极的电极反应式。_____________________________
③用该电池电解(惰性电极)500mLCuSO4溶液,电解一段时间后,为使电解质溶液恢复到原状态,需要向溶液中加入9.8g Cu(OH)2固体。则原CuSO4溶液的物质的量浓度为___________mol/L(假设电解前后溶液体积不变)。
2018-01-11更新 | 100次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】采用为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,F Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时分解反应:

其中二聚为的反应可以迅速达到平衡,体系的总压强随时间的变化如下表所示(时,完全分解):
0408016026013001700
35.840.342.545.949.261.262.363.1

(1)已知:

则反应________
(2)若提高反应温度至35℃,则完全分解后体系压强_________63.1(填“大于”“等于”或“小于”),原因是_______________
(3)25℃时反应的平衡常数_________(为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。下图中可以示意平衡常数随温度T变化趋势的是_________
A. B. C.             D.
(4)邻二甲苯经硝化得到两种一硝化产物:3-硝基邻二甲苯()和4-硝基邻二甲苯()。某研究小组研究了采用为硝化剂时催化剂用量对该反应的影响。将一定量的催化剂和邻二甲苯置于反应瓶中,控制温度反应一定时间。测得邻二甲苯的转化率和的选择性如图所示:
描述并解释随着催化剂用量的增加,邻二甲苯转化率的变化趋势:________________
②在图中画出的选择性随催化剂用量变化的曲线________________
2020-02-27更新 | 68次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】“绿水青山就是金山银山”,因此研究等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
(1)的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的。已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:
       
        
       
则反应_____
(2)燃煤发电厂常利用反应       对煤进行脱硫处理来减少的排放。对于该反应,在时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:
010 20 30 40 50
O21.000.790.600.600.640.64
CO200.420.800.800.880.88

内,平均反应速率________;当升高温度,该反应的平衡常数K________填“增大”“减小”或“不变”
后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是________填字母
A.加入一定量的粉状碳酸钙
B.通入一定量的
C.适当缩小容器的体积
D.加入合适的催化剂
(3)的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应         ,用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压,测得NO的转化率随温度的变化如图所示:

由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,其原因为________;在1100K时,的体积分数为________
(4)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数记作。在1050K、时,该反应的化学平衡常数________已知:气体分压气体总压体积分数
(5)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应        ,生成无毒的。实验测得,为速率常数,只与温度有关
①达到平衡后,仅升高温度,增大的倍数________填“”“”或“增大的倍数。
②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为,则 __________
2020-02-14更新 | 202次组卷
共计 平均难度:一般