以CH4和 H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下:
已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
CH3OCH3 (g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O (g) △H=-1323 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484 kJ·mol-1
(1)反应室3中发生反应:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)。该反应在一定条件下能自发进行的原因是_____ 。
(2)反应室2中发生反应:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O (g) △H=_____ 。
(3)以反应室1出来的CO和H2为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质构成的一种碳酸盐燃料电池如图所示。
①该电池的正极反应式为______________ 。
②若电路中流过4 mol电子,则理论上消耗CO和H2的总体积为______ L(标准状况)。
已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
CH3OCH3 (g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O (g) △H=-1323 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484 kJ·mol-1
(1)反应室3中发生反应:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)。该反应在一定条件下能自发进行的原因是
(2)反应室2中发生反应:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O (g) △H=
(3)以反应室1出来的CO和H2为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质构成的一种碳酸盐燃料电池如图所示。
①该电池的正极反应式为
②若电路中流过4 mol电子,则理论上消耗CO和H2的总体积为
更新时间:2019-05-05 15:11:40
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【推荐1】已知几种含碳物质间的转化及能量变化关系如图所示。
(1)写出表示CO燃烧热的热化学方程式:___________ 。
(2)反应___________ ,该反应中反应物的总键能___________ (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物的总键能。若18gC(s)与反应,完全转化成,需要___________ (填“吸收”或“放出”)___________ kJ能量。
(3)在25℃、101kPa下,30g由和CO组成的混合气体完全燃烧生成和液态水,放出热量1031.8kJ。则混合气体中和CO的物质的量分别为___________ mol、___________ mol。
(1)写出表示CO燃烧热的热化学方程式:
(2)反应
(3)在25℃、101kPa下,30g由和CO组成的混合气体完全燃烧生成和液态水,放出热量1031.8kJ。则混合气体中和CO的物质的量分别为
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解题方法
【推荐2】化学反应与能量
(1)已知
设有氢气和丙烷的混合气体5mol,完全燃烧时放出热量为3847kJ,则混合气体中氢气与丙烷的体积比是_______ 。
(2)甲醇()广泛用作燃料电池的燃料,可由天然气来合成,已知:
①
②
③
则甲醇的燃烧热为_______ 。
(3)向足量的溶液中加入100mL的溶液,放出的热量是5.12kJ。向足量的溶液中加入100mL的溶液,放出的热量为2.2kJ。则溶液与溶液反应的热化学方程式为
_______ 。
(4)已知:
、和键的键能分别为436、496和,则a为_______ 。
(1)已知
设有氢气和丙烷的混合气体5mol,完全燃烧时放出热量为3847kJ,则混合气体中氢气与丙烷的体积比是
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①
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则甲醇的燃烧热为
(3)向足量的溶液中加入100mL的溶液,放出的热量是5.12kJ。向足量的溶液中加入100mL的溶液,放出的热量为2.2kJ。则溶液与溶液反应的热化学方程式为
(4)已知:
、和键的键能分别为436、496和,则a为
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【推荐3】已知下列热化学方程式:
① H2(g) +O2(g) = H2O(l) △H = -285.8 kJ / mol
② C(s) + O2(g) = CO2(g) △H = -393.5 kJ / mol
③ C(s) + H2O(g) =CO(g) + H2(g) △H= +131.5 kJ/mol
请回答:
(1)上述反应中属于放热反应的是_________ (填序号,下同),属于吸热反应的是_________ 。
(2)1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出的热量为________________ 。
(3)碳的燃烧热△H=_______________ 。
(4)在25℃、101kPa下, 1g甲烷完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出55 kJ的热量,写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式__________________________________ 。
① H2(g) +O2(g) = H2O(l) △H = -285.8 kJ / mol
② C(s) + O2(g) = CO2(g) △H = -393.5 kJ / mol
③ C(s) + H2O(g) =CO(g) + H2(g) △H= +131.5 kJ/mol
请回答:
(1)上述反应中属于放热反应的是
(2)1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出的热量为
(3)碳的燃烧热△H=
(4)在25℃、101kPa下, 1g甲烷完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出55 kJ的热量,写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式
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【推荐1】大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,为减少其排放,需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。
(1)CO2与NH3反应可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2],反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)在合成塔中进行。如图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比[]和水碳比[]投料时二氧化碳转化率的情况。
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值范围分别为0.6~0.7、1~1.1和1.5~1.61,则生产中应选用水碳比的数值范围为____ 。
②请推测生产中氨碳比控制在4.0左右还是控制在4.5左右比较适宜,并简述你的理由_____ 。
(2)CO2与H2也可用于合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。在体积可变的恒压密闭容器中,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图2所示。
①该反应的化学平衡常数的表达式为_____ 。
②该反应的ΔS___ 0,ΔH___ 0(填“>”或“<”)。
③700K投料比[]=2时,H2的平衡转化率为_____ 。
(1)CO2与NH3反应可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2],反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)在合成塔中进行。如图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比[]和水碳比[]投料时二氧化碳转化率的情况。
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值范围分别为0.6~0.7、1~1.1和1.5~1.61,则生产中应选用水碳比的数值范围为
②请推测生产中氨碳比控制在4.0左右还是控制在4.5左右比较适宜,并简述你的理由
(2)CO2与H2也可用于合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。在体积可变的恒压密闭容器中,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图2所示。
①该反应的化学平衡常数的表达式为
②该反应的ΔS
③700K投料比[]=2时,H2的平衡转化率为
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【推荐2】甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=________ (用K1、K2表示)。
(2)反应③的ΔH_________ 0(填“>”或“<”)。
(3)500℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v正_____ v逆(填“>”、“=”或“<”)。
(4)500℃时2L密闭容器中投入a mol H2、b mol CO发生反应①;测得平衡时H2(g)、CO2(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.2、0.1则:
①a=______ ,b=_________ ,平衡时H2的转换率为________ (保留一位有效数字)。
②若向平衡后的容器中再投入a mol H2、b mol CO,达平衡后,CH3OH的体积分数与原平衡相比______________ (填“增大”、“减小”或“不变”)
化学反应 | 平衡常数 | 温度/℃ | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) | K3 |
(2)反应③的ΔH
(3)500℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v正
(4)500℃时2L密闭容器中投入a mol H2、b mol CO发生反应①;测得平衡时H2(g)、CO2(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.2、0.1则:
①a=
②若向平衡后的容器中再投入a mol H2、b mol CO,达平衡后,CH3OH的体积分数与原平衡相比
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【推荐3】(1)0.5 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水放出1082.5 kJ的热量,其热化学方程式为_________ 。已知,则STP条件下,11.2 L乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量____________
(2), ,又已知、和键的键能分别为、和,则a为__________ 。
(3),,该反应能够自发进行,则温度所满足的条件是______________ 。
(4)平衡常数的表达式为____________ 。反应的平衡常数为49,则该温度下反应的平衡常数为____________ 。
(2), ,又已知、和键的键能分别为、和,则a为
(3),,该反应能够自发进行,则温度所满足的条件是
(4)平衡常数的表达式为
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【推荐1】用图所示的装置进行电解。通电一会儿,发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。
(1)A中发生反应的化学方程式为 。
(2)在B中观察到的现象是 。
(3)室温下,若从电解开始到结束,A、B装置中共收集到气体0.168 L(标况),若电解过程中无其他副反应发生,经测定电解后A中溶液体积恰为1000mL,求A溶液的pH。
(1)A中发生反应的化学方程式为 。
(2)在B中观察到的现象是 。
(3)室温下,若从电解开始到结束,A、B装置中共收集到气体0.168 L(标况),若电解过程中无其他副反应发生,经测定电解后A中溶液体积恰为1000mL,求A溶液的pH。
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【推荐2】如图所示的原电池,电极材料是银和锌,电解质溶液是硫酸铜,一段时间后某极析出6.4克的固体。回答下列问题:
(1)正极是______ (填“锌”或“银),发生______ 反应;
(2)正极的电极反应式为______ ;
(3)上述过程中共需转移电子______ mol;
(4)锌片的质量减少了______ 克。
(1)正极是
(2)正极的电极反应式为
(3)上述过程中共需转移电子
(4)锌片的质量减少了
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解题方法
【推荐1】(1)恒温下,将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
①若反应某时刻t时,n(N2)=13mol,n(NH3)=6mol,则a=_____ mol;
②反应达平衡时,混合气体的体积为716.8L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%,平衡时NH3的物质的量_____ ;
③原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比、下同),n(始)∶n(平)=_____ ;
④原混合气体中,a∶b=_____ ;
⑤达到平衡时,N2和H2的转化率之比,α(N2)∶α(H2)=______ ;平衡混合气体中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=_____ 。
(2)CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中负极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O。则下列说法正确的是______ (填序号)。
①电池放电时通入空气的电极为负极
②电池放电时,电解质溶液的碱性逐渐减弱
③电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2mol电子
①若反应某时刻t时,n(N2)=13mol,n(NH3)=6mol,则a=
②反应达平衡时,混合气体的体积为716.8L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%,平衡时NH3的物质的量
③原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比、下同),n(始)∶n(平)=
④原混合气体中,a∶b=
⑤达到平衡时,N2和H2的转化率之比,α(N2)∶α(H2)=
(2)CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中负极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O。则下列说法正确的是
①电池放电时通入空气的电极为负极
②电池放电时,电解质溶液的碱性逐渐减弱
③电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2mol电子
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【推荐2】研究电化学过程的实验装置如图所示。
(1)甲池中通入O2的一极作__________ 极,通入CH3OH的电极的电极反应式为:____________ 。
(2)乙池中总反应的化学方程式为___________
(3)当乙池中B(Ag)电极的质量增加5.40g时,甲池中理论上消耗O2_________ mL(标准状况下)。
(1)甲池中通入O2的一极作
(2)乙池中总反应的化学方程式为
(3)当乙池中B(Ag)电极的质量增加5.40g时,甲池中理论上消耗O2
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【推荐3】I. 科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇 CO2(g)+ 3H2(g)= CH3OH(g)+ H2O(g),并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。
(1)1500℃下,将 1molCO2和 3molH2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若 CO2的转化率为 80%,则容器内的平衡时压强与起始压强之比为______ 。
(2)在直接以甲醇为燃料的燃料电池中:若电解质溶液为酸性,正极的反应式为______ ; 若电解质溶液为碱性,负极的反应式为 ______ 。
II.10mL1mol·L−1NH4Al(SO4)2溶液中滴加 1mol·L−1NaOH 溶液,沉淀的物质的量随加入 NaOH 溶液体积的变化如图所示(滴加过程无气体放出)。
(1)写出 m 点发生反应的离子方程式______ 。
(2)若在该盐溶液中改加 20mL 1.2mol·L−1的 Ba(OH)2溶液,充分反应后,溶液中产生沉淀的物质的量为______ mol。
(1)1500℃下,将 1molCO2和 3molH2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若 CO2的转化率为 80%,则容器内的平衡时压强与起始压强之比为
(2)在直接以甲醇为燃料的燃料电池中:若电解质溶液为酸性,正极的反应式为
II.10mL1mol·L−1NH4Al(SO4)2溶液中滴加 1mol·L−1NaOH 溶液,沉淀的物质的量随加入 NaOH 溶液体积的变化如图所示(滴加过程无气体放出)。
(1)写出 m 点发生反应的离子方程式
(2)若在该盐溶液中改加 20mL 1.2mol·L−1的 Ba(OH)2溶液,充分反应后,溶液中产生沉淀的物质的量为
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