组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应的热效应 > 反应热 > 能量的相互转化
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:59 题号:9130448
CH3OH是一种无色有刺激性气味的液体,在生产生活中有重要用途,同时也是一种重要的化工原料。
(1)已知CH3OH(g)+O2(g) CO2(g)+2H2(g)的能量变化如图所示,下列说法正确的是________(填字母)。

a.CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程
b.H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为1∶2
c.化学变化不仅有新物质生成,同时也一定有能量变化
d.1 mol H—O键断裂的同时2 mol C=O键断裂,则反应达最大限度
(2)某温度下,将5 mol CH3OH和2 mol O2充入2 L的密闭容器中,经过4 min反应达到平衡,测得c(O2)=0.2 mol·L1,4 min内平均反应速率v(H2)=________,则CH3OH的转化率为_______________
(3)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。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6.4 g CH3OH转移1.2 mol电子
(4)写出CH3OH燃料电池在酸性条件下负极的反应式______________

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【推荐1】以CO2和H2为原料合成甲醇(CH3OH)对减少碳排放具有重要意义。CO2加氢制备甲醇的路线如下:

(1)乙醇胺(HOCH2CH2NH2)可用作CO2捕集剂。乙醇胺溶液能够吸收和释放CO2的原因是_______
(2)氢气和二氧化碳在Cu/ZrO2催化剂作用下,在180-280℃温度条件下合成甲醇。该反应为放热反应。催化过程可解释为“吸附-活化-解离”的过程。催化反应机理如题图1所示。


①合成甲醇的副反应是_______
②根据元素电负性的变化规律,题图1中步骤(Ⅰ)可描述为_______
③CO2的转化率和CH3OH的选择性随反应温度的变化如题图2所示。实验测得反应过程中CH3OH产率随温度升高先增大后减小,其原因可能是_______
(3)甲醇作为一种高能量密度的能源载体,具有广阔的发展前景。
燃料的能量密度=
①甲醇作为燃料电池的燃料。某甲醇直接燃料单电池的部分结构如题图3所示。该电池的负极反应式为_______

②甲醇催化重整制氢。在一定温度和催化剂作用下,车载甲醇可直接转变为氢气,从而为氢氧燃料电池提供氢源。已知氢气和甲醇的热值分别为143 kJ/g和23 kJ/g,与车载氢气供能模式相比,车载甲醇供能模式的优势是_______
2022-11-14更新 | 459次组卷
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解题方法
【推荐2】某实验小组设计了下图所示的5组实验,探究化学能与热能的转化。

(1)实验①在实验前U型管中页面左右相平,在甲试管中加入适量氧化钙和水后,可观察到U型管中的现象是___________,反应的化学方程式是___________
(2)实验②中反应的能量变化可用下图中的_______(填序号A或B)表示

(3)实验③④⑤中属于吸热反应的是_______(填序号)
(4)从微观角度分析实验⑤化学反应中能量变化的原因:

①和②分别为______________________(填“吸收”或“释放”)。氢气与氧气反应生成1mol水蒸气时,释放___________kJ能量。
(5)当前,很多地区倡导用天然气替代煤作为家用燃料,从尽可能多的角度分析其原因是___________。已知:
燃料燃烧释放的能量(每1千克)
天然气55812kJ
20908kJ
2023-12-31更新 | 157次组卷
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【推荐3】合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径。回答下列问题:
(1)德国化学家F. Haber从1902年开始研究直接合成。在、250℃时,将1和1加入aL刚性容器中充分反应,测得体积分数为0.04;其他条件不变,温度升高至450℃,测得体积分数为0.025,则可判断合成氨反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)在250℃时,将2和2加入aL密闭容器中充分反应,平衡转化率可能为_______(填字母)。
A.B.11.5%C.4%~11.5%D.

(3)我国科学家结合实验与计算机模拟结果,研究了在铁掺杂W18049纳米反应器催化剂表面上实现常温低电位合成氨,获得较高的氨产量和法拉第效率。反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。

需要吸收能量最大的能垒(活化能)E=_______,该步骤的化学方程式为_______
(4)T℃时,在恒温恒容的密闭条件下发生反应,反应过程中各物质浓度的变化曲线如图所示。

①表示浓度变化的曲线是_______(填“A”、“B”或“C”)。
②在0~25min内的平均反应速率为_______。在该条件下反应的平衡常数为_______(保留两位有效数字)。
2023-09-08更新 | 104次组卷
共计 平均难度:一般