二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型能源,它清洁、高效、具有优良的环保性能。
Ⅰ.工业制备二甲醚的生产流程如下:
催化反应室中(压强2.0~10.0 MPa,温度230~280℃)进行下列反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.7 kJ/mol ①
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-23.5 kJ/mol ②
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ/mol ③
(1)甲烷氧化可制得合成气,反应如下:CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2(g) ΔH=-35.6 kJ/mol。该反应是____________ 反应(填“自发”或“非自发”)。
(2)催化反应室中总反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=_____________ 。该反应的平衡常数表达式为:_______ ;在830℃时K=1.0,则在催化反应室中该反应的K______ 1.0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)上述反应中,可以循环使用的物质有__________ 。
Ⅱ.如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。
a电极是________ 极,其电极反应方程式为_________________ 。
Ⅰ.工业制备二甲醚的生产流程如下:
催化反应室中(压强2.0~10.0 MPa,温度230~280℃)进行下列反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.7 kJ/mol ①
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-23.5 kJ/mol ②
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ/mol ③
(1)甲烷氧化可制得合成气,反应如下:CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2(g) ΔH=-35.6 kJ/mol。该反应是
(2)催化反应室中总反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=
(3)上述反应中,可以循环使用的物质有
Ⅱ.如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。
a电极是
更新时间:2019-04-19 14:06:28
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解题方法
【推荐1】近年来我国大力加强温室气体催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展。回答下列问题:
(1)已知:
写出催化氢化合成甲醇的热化学方程式:___________ ;并用、表示此反应的化学平衡常数___________ 。
(2)为提高的产率,理论上应采用的条件是___________ (填字母)。
a.高温、高压 b.低温、低压 c.高温、低压 d.低温、高压
(3)在250℃时,在某恒容密闭容器中进行由催化氢化合成的反应,如图为不同投料比[]时某反应物X的平衡转化率的变化曲线。则反应物X是___________ (填“”或“”)。
(4)在250℃时,在的恒容密闭容器中加入、及催化剂,时反应达到平衡,测得。
①前内的平均反应速率___________ 。
②化学平衡常数___________ (用分数表示)。
③下列描述中能说明上述反应已达平衡的是___________ (填字母)。
a.
b.单位时间内生成的同时生成
c.
d.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
④催化剂和反应条件与反应物的转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间,得到如下表四组实验数据。
根据上表所给数据,用生产甲醇的最优条件为___________ (填实验编号)。
(1)已知:
写出催化氢化合成甲醇的热化学方程式:
(2)为提高的产率,理论上应采用的条件是
a.高温、高压 b.低温、低压 c.高温、低压 d.低温、高压
(3)在250℃时,在某恒容密闭容器中进行由催化氢化合成的反应,如图为不同投料比[]时某反应物X的平衡转化率的变化曲线。则反应物X是
(4)在250℃时,在的恒容密闭容器中加入、及催化剂,时反应达到平衡,测得。
①前内的平均反应速率
②化学平衡常数
③下列描述中能说明上述反应已达平衡的是
a.
b.单位时间内生成的同时生成
c.
d.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
④催化剂和反应条件与反应物的转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间,得到如下表四组实验数据。
实验编号 | 温度/K | 催化剂 | 的转化率/% | 甲醇的选择性/% |
A | 543 | 纳米棒 | 12.3 | 42.3 |
B | 543 | 纳米片 | 11.9 | 72.7 |
C | 553 | 纳米棒 | 15.3 | 39.1 |
D | 553 | 纳米片 | 12.0 | 70.6 |
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【推荐2】在天然气、焦炉煤气和半水煤气等工业气体中是一种有害杂质,其脱除方法主要有空气氧化法、电解法、热解法。回答下列问题:
(1)空气氧化法:相关反应的热化学方程式如下:
ⅰ. ;
ⅱ. 。
反应的___________ (用、表示)。
(2)电解法:原理如图甲所示:
①阳极的电极反应式为___________ 。
②阳极液水解析出的离子方程式为___________ 。
(3)热分解法:原理为。在一定压强下,将加入恒压密闭容器中,发生上述反应,经过相同时间,的转化率与温度的关系如图乙所示:
①的___________ (填“>”“<”)0。
②温度越高的转化率越接近其平衡转化率的原因是___________ 。
③不改变外界条件,从P点到N点可采用的方法是___________ 。
④若起始时在恒容密闭容器中充入,发生反应,平衡时的转化率为40%,气体总压强为pPa.则该温度下平衡常数___________ Pa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(1)空气氧化法:相关反应的热化学方程式如下:
ⅰ. ;
ⅱ. 。
反应的
(2)电解法:原理如图甲所示:
①阳极的电极反应式为
②阳极液水解析出的离子方程式为
(3)热分解法:原理为。在一定压强下,将加入恒压密闭容器中,发生上述反应,经过相同时间,的转化率与温度的关系如图乙所示:
①的
②温度越高的转化率越接近其平衡转化率的原因是
③不改变外界条件,从P点到N点可采用的方法是
④若起始时在恒容密闭容器中充入,发生反应,平衡时的转化率为40%,气体总压强为pPa.则该温度下平衡常数
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解题方法
【推荐3】大气中日益增多的含碳气体以、、为主。请回答:
(1)工业上可以用来生产二甲醚,T℃下有关反应及相关数据如下
①反应的平衡常数为,_______ 。
②在恒容容器中与反应生成二甲醚:,只改变下列一个条件,平衡转化率一定增大的是_______ (填字母序号)。
A.加入催化剂 B.降低温度 C.充入惰性气体 D.增大初始值
已知T℃下,若c>1,则该反应的平衡常数_______ (填“<”、“>”或“=”)。
(2)一定条件下,可发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.。
图1为反应Ⅰ反应过程与能量的关系,图2为、混合体系的与的图象关系。已知需用相对分压代替浓度计算,气体的相对压强。请回答:
①图1历程分成多步进行,写出反应速率最快一步的化学方程式_______ 。若加入某物质M后,分解历程变为虚线所示曲线,判断物质M能否催化分解?并说明理由_______ 。
②图2中直线a、b属于甲烷分解的是_______ (填字母),在A点对应温度下,测得的平衡分压为16kPa,则的平衡分压为_______ 。
(1)工业上可以用来生产二甲醚,T℃下有关反应及相关数据如下
序号 | 反应 | K | |
Ⅰ | -90.7 | a | |
Ⅱ | -23.5 | b | |
Ⅲ | -41.2 | c |
②在恒容容器中与反应生成二甲醚:,只改变下列一个条件,平衡转化率一定增大的是
A.加入催化剂 B.降低温度 C.充入惰性气体 D.增大初始值
已知T℃下,若c>1,则该反应的平衡常数
(2)一定条件下,可发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.。
图1为反应Ⅰ反应过程与能量的关系,图2为、混合体系的与的图象关系。已知需用相对分压代替浓度计算,气体的相对压强。请回答:
①图1历程分成多步进行,写出反应速率最快一步的化学方程式
②图2中直线a、b属于甲烷分解的是
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【推荐1】钼(Mo)是人体及动植物必须的微量元素,且在芯片制作、药物和医学造影等方面也有重要作用。用辉钼矿冶炼金属钼的某反应如下:MoS(s)+2Na2CO3(s)+4H2(g)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)。该反应中氢气的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)Na2S的电子式为:____ 。应物和生成物中属于极性分子的是____ (填写化学式)。举出一个事实,说明硫的非金属性比碳强(用化学方程式表示):____ 。
(2)写出上述反应的平衡常数表达式K=____ 。上述正反应是反应____ (填“吸热”或“放热”)。A、B、C三点代表的平衡状态的平衡常数的大小为:KA____ KB____ KC(填“>”“<”或“=”)。
(3)1100℃,2L恒容密闭容器中,加入0.1molMoS2、0.2molNa2CO3、0.4molH2,反应至20min时达到的平衡状态恰好处于图中的A点。此过程中,用H2表示的平均速率为____ 。其他条件一定时,B点的速率____ C点(填“大于”“等于”或“小于”),说明理由:____ 。
(4)比较H2O和H2S的热稳定性强弱,并说明理由:_____ 。
回答下列问题:
(1)Na2S的电子式为:
(2)写出上述反应的平衡常数表达式K=
(3)1100℃,2L恒容密闭容器中,加入0.1molMoS2、0.2molNa2CO3、0.4molH2,反应至20min时达到的平衡状态恰好处于图中的A点。此过程中,用H2表示的平均速率为
(4)比较H2O和H2S的热稳定性强弱,并说明理由:
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解题方法
【推荐2】合成氨对人类生存具有重大意义,反应为。
(1)科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理,反应步骤与能量的关系如图所示(吸附在催化剂表面的微粒用*标注,省略了反应过程中部分微粒)。
①的电子式是___________ 。
②写出步骤c的化学方程式:___________ 。
③由图象可知合成氨反应___________ 0(填“>”“<”或“=”)。
(2)传统合成氨工艺是将和在高温、高压条件下发生反应。若向容积为1.0L的反应容器中通入5mol、15mol,在不同温度下分别达平衡时,混合气体中的质量分数随压强变化的曲线如图所示。
①温度大小关系是___________ 。
②M点的平衡常数___________ (可用分数表示)。
(3)已知瞬时速率表达式,(为速率常数,只与温度有关)。温度由调到,活化分子百分率___________ (填“增大”“减小”或“不变”),增大倍数___________ 增大倍数(填“大于”“小于”或“等于”)。
(1)科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理,反应步骤与能量的关系如图所示(吸附在催化剂表面的微粒用*标注,省略了反应过程中部分微粒)。
①的电子式是
②写出步骤c的化学方程式:
③由图象可知合成氨反应
(2)传统合成氨工艺是将和在高温、高压条件下发生反应。若向容积为1.0L的反应容器中通入5mol、15mol,在不同温度下分别达平衡时,混合气体中的质量分数随压强变化的曲线如图所示。
①温度大小关系是
②M点的平衡常数
(3)已知瞬时速率表达式,(为速率常数,只与温度有关)。温度由调到,活化分子百分率
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解题方法
【推荐3】配合物在生产、生活中应用广泛。例如,(铁氰化钾)用于检验,用于检验。回答下列问题:
(1)基态的价层电子排布式为___________ ,向某未知溶液中滴加适量溶液,若___________ (填实验现象),则说明溶液中含有。
(2)中配位原子是___________ (填元素符号)。
(3)已知:络合平衡反应,其平衡常数又称配离子稳定常数,。常温下, ; 。
由此推知稳定性:___________ (填“”“”或“”),判断依据是___________ 。
(4)分裂能()定义:1个电子从较低能量的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量为d轨道的分裂能,分裂能大小与配体、中心原子(或离子)有关。分裂能():___________ (填“”“”或“”),判断依据是___________ 。
(1)基态的价层电子排布式为
(2)中配位原子是
(3)已知:络合平衡反应,其平衡常数又称配离子稳定常数,。常温下, ; 。
由此推知稳定性:
(4)分裂能()定义:1个电子从较低能量的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量为d轨道的分裂能,分裂能大小与配体、中心原子(或离子)有关。分裂能():
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解答题-原理综合题
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【推荐1】CO2催化加氢制烯烃(CnH2n)是缓解化石能源消耗、实现减排的重要途径之—。FT转化路径(CO2→CO→CnH2n)涉及的主要反应如下:
i. CO2(g) + H2(g) = CO(g)+H2O(g) ΔH1= 41.1kJ·mol-1
ii. nCO(g)+2nH2(g) = CnH2n (g) + nH2O(g) n=2时,ΔH2= -210.2 kJ·mol-1
iii. CO(g)+3H2(g) = CH4(g)+ H2O(g) ΔH3= -205.9 kJ·mol-1
(1)2CO2(g) + 6H2(g) = C2H4(g) + 4H2O(g) ΔH =_______ kJ·mol-1。_______ (填“高温”或“低温”)有利于该反应自发进行。
(2)有利于提高CO2平衡转化率的措施有_______(填标号)。
(3)n(CO2):n(H2)投料比为1:3、压强为1MPa时,无烷烃产物的平衡体系中CO2转化率和产物选择性随反应温度变化曲线如下图。
①有利于短链烯烃(n≤4)生成的温度范围为_______ (填标号)。
A.373~573K B.573~773K C.773~973K D.973~1173K
②计算1083K时,反应i的Kp=_______ 。
③373~1273K范围内,723K以前CO2的转化率降低的原因是_______ 。
(4)FT转化路径存在CH4含量过高问题,我国科学家采用Cr2O3(SG)和H-SAPO-34复合催化剂极大提高短链烯烃选择性。CO2在催化剂Cr2O3(SG)表面转化为甲醇的各步骤所需要克服的能垒及甲醇在H-SAPO-34作用下产生乙烯、丙烯示意图如下。
①吸附态用*表示,CO2→甲氧基(H3CO*)过程中,_______ 的生成是决速步骤(填化学式)。
②H-SAPO-34具有氧八元环构成的笼状结构(直径0.94nm),笼口为小的八环孔(直径0.38nm)。从结构角度推测,短链烯烃选择性提高的原因_______ 。
i. CO2(g) + H2(g) = CO(g)+H2O(g) ΔH1= 41.1kJ·mol-1
ii. nCO(g)+2nH2(g) = CnH2n (g) + nH2O(g) n=2时,ΔH2= -210.2 kJ·mol-1
iii. CO(g)+3H2(g) = CH4(g)+ H2O(g) ΔH3= -205.9 kJ·mol-1
(1)2CO2(g) + 6H2(g) = C2H4(g) + 4H2O(g) ΔH =
(2)有利于提高CO2平衡转化率的措施有_______(填标号)。
A.增大n(CO2):n(H2)投料比 | B.增大体系压强 |
C.使用高效催化剂 | D.及时分离H2O |
①有利于短链烯烃(n≤4)生成的温度范围为
A.373~573K B.573~773K C.773~973K D.973~1173K
②计算1083K时,反应i的Kp=
③373~1273K范围内,723K以前CO2的转化率降低的原因是
(4)FT转化路径存在CH4含量过高问题,我国科学家采用Cr2O3(SG)和H-SAPO-34复合催化剂极大提高短链烯烃选择性。CO2在催化剂Cr2O3(SG)表面转化为甲醇的各步骤所需要克服的能垒及甲醇在H-SAPO-34作用下产生乙烯、丙烯示意图如下。
①吸附态用*表示,CO2→甲氧基(H3CO*)过程中,
②H-SAPO-34具有氧八元环构成的笼状结构(直径0.94nm),笼口为小的八环孔(直径0.38nm)。从结构角度推测,短链烯烃选择性提高的原因
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解题方法
【推荐2】合成氨是人类科学技术的一项重大突破。完成下列填空:
(1)如图表示未用催化剂时,和反应生成时的能量变化。写出该反应的热化学方程式:___________ 。在如图画出加入正催化剂后,反应的能量变化示意图______ 。
(2)该反应的熵变,则a___________ 0(填“>”或“<”),该反应能自发进行的温度(T)范围是___________ (用含a的不等式表示)。
(3)在恒温、恒容密闭容器中进行上述反应,能说明该反应已达到平衡状态的是___________。(选填编号)
(4)在温度分别为、时,固定的投入量,起始的物质的量与平衡时的物质的量分数关系如图。
图像中和的关系是:___________ 。(选填“>”、“<”或“=”)
a、b、c、d四点中,转化率最高的是:___________ 。
(5)某温度下,向一4L恒容密闭容器中充入和。20min后,的浓度为,用表示的20min内平均反应速率为___________ ,此时浓度商(Q)的数值为___________ 。若此时,则Q___________ K(填“>”、“<”或“=”,K表示该温度下反应的平衡常数)
(6)电化学法合成氨是常温合成氨的重要研究领域。如图是一种电化学合成氨过程的示意图。
该装置的电极a是___________ 极,b电极的电极反应式为___________ 。
(1)如图表示未用催化剂时,和反应生成时的能量变化。写出该反应的热化学方程式:
(2)该反应的熵变,则a
(3)在恒温、恒容密闭容器中进行上述反应,能说明该反应已达到平衡状态的是___________。(选填编号)
A.容器内、、的浓度之比为1∶3∶2 |
B.质量分数保持不变 |
C.容器内气体压强保持不变 |
D.混合气体的密度保持不变 |
图像中和的关系是:
a、b、c、d四点中,转化率最高的是:
(5)某温度下,向一4L恒容密闭容器中充入和。20min后,的浓度为,用表示的20min内平均反应速率为
(6)电化学法合成氨是常温合成氨的重要研究领域。如图是一种电化学合成氨过程的示意图。
该装置的电极a是
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解题方法
【推荐3】利用选择性催化还原技术(简称“SCR技术”)处理汽车尾气中的NO、NO2是目前比较热门的研究方向。SCR技术常以32. 5%的尿素水溶液为氨源,当汽车尾气中NO与NO2的比例不同时,发生三种类型的SCR反应:
①标准SCR反应:
②快速SCR反应:
③慢速SCR反应:
回答下列问题:
(1)已知,计算标准SCR反应的=_______ ;
(2)三种SCR反应的正反应方向自发进行的倾向都很大,原因是_______ 。
(3)在其他条件相同时,在甲、乙两种催化剂作用下进行标准SCR反应,NO的转化率与温度的关系如下图a所示:
①在催化剂甲作用下,M点处NO的转化率__ (填“可能是”、“一定是”或“一定不是”)该反应的平衡转化率,原因为_ 。
②在催化剂乙的作用下,经过相同时间,测得脱氮率随反应温度变化的情况如上图b所示,请解释脱氮率随温度变化的原因(催化剂均未失效):_______ 。
(4)NOx储存还原技术法(NSR)可利用CO脱硝,不需要额外添加还原剂,也是近些年的研究热点,NSR技术的工作原理为:,某实验小组向2 L恒温恒容的密闭容器中,充入等物质的量的CO和NO混合气体,加入Pt、Ba、Al2O3等催化剂模拟NSR技术发生脱硝反应,t0时达到平衡,测得反应过程中CO2的体积分数与时间的关系如图所示。
①比较大小:a处v逆____ b处v正(填“>”“<”或“=”)。
②NO的平衡转化率为___ 。
①标准SCR反应:
②快速SCR反应:
③慢速SCR反应:
回答下列问题:
(1)已知,计算标准SCR反应的=
(2)三种SCR反应的正反应方向自发进行的倾向都很大,原因是
(3)在其他条件相同时,在甲、乙两种催化剂作用下进行标准SCR反应,NO的转化率与温度的关系如下图a所示:
①在催化剂甲作用下,M点处NO的转化率
②在催化剂乙的作用下,经过相同时间,测得脱氮率随反应温度变化的情况如上图b所示,请解释脱氮率随温度变化的原因(催化剂均未失效):
(4)NOx储存还原技术法(NSR)可利用CO脱硝,不需要额外添加还原剂,也是近些年的研究热点,NSR技术的工作原理为:,某实验小组向2 L恒温恒容的密闭容器中,充入等物质的量的CO和NO混合气体,加入Pt、Ba、Al2O3等催化剂模拟NSR技术发生脱硝反应,t0时达到平衡,测得反应过程中CO2的体积分数与时间的关系如图所示。
①比较大小:a处v逆
②NO的平衡转化率为
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解题方法
【推荐1】(1)第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在下坡时,电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图1所示,其总反应式为H2+2NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH______ (填“增大”“减小”或“不变”),该电极的电极反应式为_______________________________________ 。
(2)Cu2O是一种半导体材料,可通过如图2所示的电解装置制取,电解总反应式为2Cu+H2OCu2O+H2↑,阴极的电极反应式是______________ 。用镍氢电池作为电源进行电解,当电池中有1 mol H2被消耗时,Cu2O的理论产量为________ g。
(3)高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水,是一种新型多功能水处理剂,可以用电解法制取:Fe+2H2O+2OH-FeO+3H2↑,工作原理如图所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO,镍电极有气泡产生。电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在______________ (填“阴极室”或“阳极室”);阳极反应式为:______________________ 。
(2)Cu2O是一种半导体材料,可通过如图2所示的电解装置制取,电解总反应式为2Cu+H2OCu2O+H2↑,阴极的电极反应式是
(3)高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水,是一种新型多功能水处理剂,可以用电解法制取:Fe+2H2O+2OH-FeO+3H2↑,工作原理如图所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO,镍电极有气泡产生。电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在
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【推荐2】开发、使用清洁能源发展“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。
(1)已知:
①2CH3OH(l)+3O2(g) = 2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1= -1275.6 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:___________ 。
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH>0
①该反应的平衡常数表达式K=_______ ,一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。
则T1___ T2 (填“<”或“>”或“=”,下同),A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小关系为____ 。
②120℃时,将1 mol CH4和2 mol H2O(g)通入容积为1 L的密闭容器中发生反应,不能 说明该反应已经达到平衡状态的是____ 。
a.容器内气体密度恒定
b.混合气体的相对分子质量恒定
c.容器内的压强恒定
d.3V正(CH4)=V逆(H2)
e.单位时间内消耗0.3 mol CH4同时生成0.9mol H2
(3)某实验小组利用CO(g)、O2(g)、KOH(aq)设计成如图所示的电池装置,则该电池负极的电极反应式为______ 。当有4mol电子通过导线时,消耗标准状况下的O2体积为________ L。
(1)已知:
①2CH3OH(l)+3O2(g) = 2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1= -1275.6 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:
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH>0
①该反应的平衡常数表达式K=
则T1
②120℃时,将1 mol CH4和2 mol H2O(g)通入容积为1 L的密闭容器中发生反应,
a.容器内气体密度恒定
b.混合气体的相对分子质量恒定
c.容器内的压强恒定
d.3V正(CH4)=V逆(H2)
e.单位时间内消耗0.3 mol CH4同时生成0.9mol H2
(3)某实验小组利用CO(g)、O2(g)、KOH(aq)设计成如图所示的电池装置,则该电池负极的电极反应式为
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解题方法
【推荐3】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题。
(1)CO2与CH4经催化重整制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
则该反应的△H=__________ 。
(2)利用CO2可制取甲醇,其反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。为探究用CO2来生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:在恒温恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
从反应开始到达平衡这段时间,(H2)=___________ ;该温度下的化学平衡常数数值=__________ (保留三位有效数字)。
(3)一定条件下,将工业排放的CO2通过灼热焦炭层可以合成气体燃料CO,发生反应CO2(g)+C(s)2CO(g),实验测知用不同物质表示的正、逆反应速率符合如下公式:正(CO2)=k正·C(CO2),逆(CO)=k逆·C2(CO),则该反应的化学平衡常数K与k正、k逆之间的关系式为_____________ 。
(4)工业上产生的CO2还可以用NaOH溶液捕获。常温下,如果实验测得捕获CO2后溶液中c(HCO):c(CO)=2:1,则此时溶液的pH=_______ (已知常温下,H2CO3的Ka1=4.0×10-7;Ka2=5.0×10-11)。
(5)一种和CO2相关的熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示,则该电池的负极电极反应式为_____________ 。
(1)CO2与CH4经催化重整制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键 | C-H | C=O | H-H | CO(CO) |
键能(kJ/mol) | 413 | 745 | 436 | 1075 |
则该反应的△H=
(2)利用CO2可制取甲醇,其反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。为探究用CO2来生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:在恒温恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
从反应开始到达平衡这段时间,(H2)=
(3)一定条件下,将工业排放的CO2通过灼热焦炭层可以合成气体燃料CO,发生反应CO2(g)+C(s)2CO(g),实验测知用不同物质表示的正、逆反应速率符合如下公式:正(CO2)=k正·C(CO2),逆(CO)=k逆·C2(CO),则该反应的化学平衡常数K与k正、k逆之间的关系式为
(4)工业上产生的CO2还可以用NaOH溶液捕获。常温下,如果实验测得捕获CO2后溶液中c(HCO):c(CO)=2:1,则此时溶液的pH=
(5)一种和CO2相关的熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示,则该电池的负极电极反应式为
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