甲醇是一种可再生的优质燃料,用途广泛,研究其作用具有广阔前景。
(1)已知在常温常压下,测得反应的反应热如下:
① 2CH3OH(l)+ 3O2(g) 2CO2(g) +4H2O(g) ?H1= -1275.6 kJ/mol
② 2CO(g) +O2(g) 2CO2(g) ?H2=-566.0 kJ/mol
CH3OH不完全燃烧生成CO和气态水的热化学方程式是 。
(2)工业上生产甲醇的反应如下:CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ?H = -49 kJ/mol
在某温度下,容积均为1 L的A、B两个容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容。容器B中经10 s后达到平衡。达到平衡时的有关数据如下表:
容器 | A | B |
反应物投入量 | 1 mol CO2(g)和3 mol H2(g) | 1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g) |
反应能量变化 | 放出αkJ热量 | 吸收19.6 kJ热量 |
(1)CH3OH(l)+ O2(g) CO (g) +2H2O(g) ?H= -354.8 kJ/mol(2分)
(2)① 0.04 mol/L·S (2分)
② 1.92 (2分)
③ 29.4 kJ (1分)
④ b d (1分)
(3)① CH3OH (1分)
② O2+4e-+4H+ 2H2O(1分)
解析试题分析:(1)CH3OH不完全燃烧生成CO和气态水的热化学方程式用(①-②)÷2即得,所以答案是CH3OH(l)+ O2(g) CO (g) +2H2O(g) ?H= -354.8 kJ/mol;
(2)①达平衡时,B容器的热效应是吸收 19.6 kJ热量,即甲醇的物质的量减少19.6/49=0.4mol,浓度减少0.4mol/L,所以容器B中CH3OH的平均反应速率为0.4mol/L/10s=0.04 mol/L·S
②B容器中平衡时c(CH3OH)=1-0.4=0.6mol/L=c(H2O),c(CO2)=0.4 mol/L ,c(H2)=1.2 mol/L,所以B容器的化学平衡常数K= c(CO2) c(H2)3/ c(CH3OH) c(H2O)=1.92
③a容器的化学平衡常数是1/1.92,设平衡时甲醇的浓度为x,则1/1.92=x2/(1-x)(3-3x)3,解得x=0.6mol/L,所以α=0.6mol/L×1L×49 kJ/mol =29.4 kJ
④a、升高温度,平衡逆向移动,甲醇产率减少,错误;b、将水蒸气从体系分离,生成物浓度减小,平衡正向移动,甲醇产率增大,正确;c、使用催化剂对平衡无影响,错误;d、将容器的容积缩小一半,压强增大,平衡正向移动,甲醇产率增大,正确,答案选bd。
(3)原电池中阳离子移向正极,所以电池右侧为正极,氧气发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+4H+ 2H2O,所以电池左侧为负极,b口应通CH3OH。
考点:考查热化学方程式、电极反应式的书写,反应速率、化学平衡常数的计算,平衡的移动,原电池正负极的判断
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(15分)(1)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g) △H=" -1275.6" kJ·mol-1
② H2O(l) H2O(g) △H=" +" 44.0 kJ.mol-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 。
(2)甲醇是一种重要的化工原料,又是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景。
方法一 | CO(g) +2H2(g) ![]() |
方法二 | CO2(g) +3H2(g) ![]() |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
根据下列条件计算有关反应的焓变:
(1)已知:
Ti(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l) ΔH=-804.2 kJ·mol-1
2Na(s)+Cl2(g)==="2NaCl(s)" ΔH=-882.0 kJ·mol-1
Na(s)===Na(l) ΔH=+2.6 kJ·mol-1
则反应TiCl4(l)+4Na(l)===Ti(s)+4NaCl(s)的ΔH= kJ·mol-1。
(2)已知下列反应数值:
序号 | 化学反应 | 反应热 |
① | Fe2O3(s)+3CO(g)=== 2Fe(s)+3CO2(g) | ΔH1=-26.7 kJ·mol-1 |
② | 3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g) | ΔH2=-50.8 kJ·mol-1 |
③ | Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g) | ΔH3=-36.5 kJ·mol-1 |
④ | FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g) | ΔH4 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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= 。830℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③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。b电极是 极。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
Ⅰ.在一定条件下,科学家利用从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇,其过程如下图所示,试回答下列问题:
(1)该合成路线对于环境保护的价值在于 。
(2)15~20%的乙醇胺(HOCH2CH2NH2)水溶液具有弱碱性,上述合成线路中用作CO2吸收剂。用离子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱碱性的原因 。
(3)CH3OH、H2的燃烧热分别为:△H=-725.5 kJ/mol、△H=-285.8 kJ/mol,写出工业上以CO2、H2合成CH3OH的热化学方程式: 。
Ⅱ.将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:
2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下表:
投料比[n(H2) / n(CO2)] | 500 K | 600 K | 700 K | 800 K |
1.5 | 45% | 33% | 20% | 12% |
2.0 | 60% | 43% | 28% | 15% |
3.0 | 83% | 62% | 37% | 22% |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(1)合成氨反应的热化学方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1
已知合成氨反应是一个反应物不能完全转化为生成物的反应,在某一定条件下,N2的转化率仅为10%,要想通过该反应得到92.2 kJ的热量,至少在反应混合物中要投放N2的物质的量为________ mol。
(2)肼(N2H4)-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼-空气燃料电池放电时:
正极的电极反应式:__________________________,
负极的电极反应式:__________________________。
(3)如图是一个电解过程示意图。
①锌片上发生的电极反应式是:_______________________
②假设使用肼-空气燃料电池作为该过程中的电源,铜片质量变化为128 g,则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气________L(假设空气中氧气体积分数为20%)。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
2013年初,全国各地多个城市都遭遇“十面霾伏”,造成“阴霾天”的主要根源之一是汽车尾气和燃煤尾气排放出来的固体小颗粒。
汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2+N2。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如下图所示。据此判断:
(1)该反应为 反应(填“放热”或“吸热”):在T2温度下,0~2s内的平均反应速率:v(N2)= ;(2)当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在答题卡上画出 c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
(3)某科研机构,在t1℃下,体积恒定的密闭容器中,用气体传感器测得了不同时间的NO和CO的浓度(具体数据见下表,CO2和N2的起始浓度为0)。
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/xl0-4mol L-1 | 10.0 | 4.50 | 2.50 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
c(CO)/xl0-3mol L-1 | 3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
磷在自然界常以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物有着广泛的应用。
(1)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。
请回答问题:
①PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是 。
②P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的△H3= 。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的反应是可逆反应。T℃时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,经过250 s达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t / s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCl3) / mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0.20 | 0.20 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
如图所示,把试管小心地放入盛有(20 ℃)碳酸饮料的烧杯中,试管中开始放入适量饱和CuSO4溶液,再用滴管滴加5 mL浓硫酸于试管中,试回答下列问题:
(1)实验中观察到的现象是________________。
(2)产生上述现象的原因是________________。
(3)试管中破坏化学键的类型是______________,形成的化学键类型是______________。
(4)写出有关现象的化学方程式______________。
(5)由实验推知,反应所得溶液的总能量__________(填“大于”、“小于”或“等于”)浓硫酸和饱和CuSO4溶液的总能量。
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