精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

【题目】甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO2H2在一定条件下反应合成甲醇。

1)已知在常温常压下:

2CH3OHl)+3O2g ===2CO2g)+4H2Og ΔH=-1275.6 kJmol

2CO g+ O2g === 2CO2g ΔH=-566.0 kJmol

H2Og ===H2Ol ΔH=-44.0 kJmol

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)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OHgHCHOg+H2g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:

600K时,Y点甲醇的υ(逆)_____υ(正)(填

②若改变条件使之从Y点到X点,则改变条件可以是___________

3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中,使用不同方法制得的Cu2OI)和(II)分别进行催化CH3OH的脱氢实验:CH3OHgHCHOg+H2g),CH3OH的浓度(mol·L1)随时间t min)变化如下表:

序号

温度

0

10

20

30

40

50

T1

0.050

0.0492

0.0486

0.0482

0.0480

0.0480

T1

0.050

0.0488

0.0484

0.0480

0.0480

0.0480

T2

0.10

0.094

0.090

0.090

0.090

0.090

可以判断:实验①的前20 min的平均反应速率 νH2)=________;实验温度T1_____T2(填);催化剂的催化效率:实验①________实验②(填)。

4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co2+氧化成Co3+,然后Co3+将甲醇氧化成CO2H+(用石墨烯吸附除去Co2+)。现用如下图所示装置模拟上述过程, 除去甲醇的离子方程式为____________

【答案】CH3OHl+ O2g =COg + 2H2Ol); ΔH=﹣442.8 kJ∕mol 缩小体积增压 7.0×10-5 mol·L-1 min-1 6Co3++CH3OH+H2O===6Co2++CO2↑+6H+

【解析】

(1)据已知反应利用盖斯定律解答;
(2)600KY点甲醇转化率大于X点甲醇平衡转化率;
②随压强增大,平衡向逆反应方向移动,甲醇转化率减小;
(3) 根据反应速率来计算;根据温度对化学平衡移动的影响知识来回答;催化剂不会引起化学平衡状态的改变,会使反应速率加快,活性越高,速率越快;
(4)Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化,自身被还原为Co2+,原子守恒与电荷守恒可以知道,还原生成H+,配平书写为: 6Co3++CH3OH+H2O===6Co2++CO2↑+6H+

(1)已知① 2CH3OHl)+3O2g ===2CO2g)+4H2Og ΔH=-1275.6 kJmol

2CO g+ O2g === 2CO2g ΔH=-566.0 kJmol

H2Og ===H2Ol ΔH=-44.0 kJmol

据盖斯定律,(①-②+③4)2得: CH3OHl+ O2g =COg + 2H2Ol); ΔH=﹣442.8 kJ∕mol,
因此,本题正确答案是: CH3OHl+ O2g =COg + 2H2Ol); ΔH=﹣442.8 kJ∕mol;
(2) 600K时,Y点位于曲线的上方,要达到平衡状态,转化率降低,这说明反应向逆反应方向移动,所以甲醇的υ()> υ()

因此,本题正确答案是:>
②因为正方应是体积增大的可逆反应,则从Y点到X点可采取的措施是缩小体积增压,

因此,本题正确答案是:缩小体积增压;
(3) 实验(1)20 min的平均反应速率υH2)===7.0×10-5 mol·L-1 min-1

实验温度越高达到化学平衡时甲醇转化率越大,②和③相比,③转化率高所以T1<T2;②与①化学平衡状态未改变,反应速率加快,则是加入了催化剂,催化剂的活性越高,速率越快,在相等时间内,②中甲醇的浓度变化比①快;

因此,本题正确答案是:7.0×10-5 mol·L-1 min-1<<
(4) 电解池中阳极失去电子,发生氧化反应,则Co2+在阳极的电极反应式为Co2+e-Co3+Co3+将甲醇氧化成CO2H+,而自身被还原为Co2+,所以反应的离子方程式为:6Co3++CH3OH+H2O===6Co2++CO2↑+6H+
因此,本题正确答案是: 6Co3++CH3OH+H2O===6Co2++CO2↑+6H+

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列有关反应和反应类型不相符的是

A. 苯与浓硝酸、浓硫酸混合加热制取硝基苯(取代反应)

B. 在一定条件下,苯与氯气生成六氯环己烷(加成反应)

C. 由乙炔()制取氯乙烯(CH2=CHCl) (氧化反应)

D. 在催化剂的作用下由乙烯制取氯乙烷(加成反应)

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的如上图所示.由图可得出的正确结论是( )

A.反应物的总能量低于生成物的总能量

B.反应物浓度:a点小于b点

C.△t1=△t2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段

D.反应在c点达到平衡状态

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】绿水青山就是金山银山,因此研究NOxSO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。

(1)SO2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SO2。已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:

SO2(g)+NH3·H2O(aq)==NH4HSO3(aq) H1=akJ·mol1

NH3·H2O(aq)+NH4HSO3(aq)==(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) H2=bkJ·mol1

2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)==2(NH4)2SO4(aq) H3=ckJ·mol1

则反应2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g)==2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(1)的△H=___________kJ·mol1

(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)===2CaSO4(s)+2CO2(g)

H=681.8kJ·mol1对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应,在T℃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:

0

10

20

30

40

50

O2

1.00

0.79

0.60

0.60

0.64

0.64

CO2

0

0.42

0.80

0.80

0.88

0.88

0~10min内,平均反应速率v(O2)___________mol·L1·min1;当升高温度,该反应的平衡常数K___________(增大”“减小不变”)

30min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O2

C适当缩小容器的体积 D加入合适的催化剂

(3) NOx的排放主要来自于汽车尾气,人利用反应

C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) H=34.0kJ·mol1,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的转化率随温度升髙而增大,其原因为____________________;在1100K时,CO2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Kp)。在1050K1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=___________[已知:气体分压(P)=气体总压(Pa)×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CONO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H=746.8k·mol1,生成无毒的N2CO2。实验测得,v=k·c2(NO)·c2(CO)v=k·c(N2) ·c2(CO2)(kk为速率常数,只与温度有关)

①达到平衡后,仅升高温度,k增大的倍数___________(“>”“<”“=”)k增大的倍数。

②若在1L的密闭容器中充入1 molCO1 molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则=___________

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】已知反应:10AgF5Cl25H2O9AgClAgClO310HFO2,试回答:

1)反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是_____

2)当转移1 mol电子时,被氧化的Cl2的物质的量是___

3)每产生1 mol O2时,被氧元素还原的Cl2的物质的量是_____

4)反应消耗的水是_____

A.全部被氧化 B.全部被还原 C.被氧化 D.被还原

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列化合物中,阴离子和阳离子半径之比最大的是

A. LiIB. NaIC. CsID. KCl

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】18.4mol/L的浓硫酸配制100mL浓度为1mol/L的稀硫酸。

1)需要使用的主要仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、_____________________

2)其操作步骤可分解为以下几步:

a.用量筒量取_______mL浓硫酸,缓缓注入装有约50mL蒸馏水的烧杯里,并用玻璃棒搅拌

b.用约30mL蒸馏水分三次洗涤烧杯和玻璃棒,将每次的洗液都倒入容量瓶里

c.将稀释后的硫酸小心地用玻璃棒引流容量瓶里

d.检查100mL容量瓶,是否漏水

e.将蒸馏水直接加入容量瓶,至液面接近刻度线______________

f.盖紧瓶塞,反复颠倒振荡,摇匀溶液

g.用胶头滴管向容量瓶里逐滴加入蒸馏水,到液面最低点恰好与刻线相切

请据此填写:

①完成上述步骤中的空白处。

②正确的操作顺序是(用字母填写):( )→( )→( )→( )→( )→( )→______

③进行A步操作后,选用量筒的规格是_______

a10mL b50mL c100mL d1000mL

④如果对装有浓硫酸的量筒仰视读数,配制的稀硫酸浓度将_____(填“偏高”、“偏低”、“无影响”)

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】将一定量的由Cu和Cu2O组成的混合粉末加入到125 mL 2.6 mol·L-1的稀硝酸中,固体完全溶解,得蓝色溶液X并收集到V mL(标准状况)的纯净无色气体Y。下列结论错误的是

A. 纯净无色气体Y与0.75VmL(标准状况)O2混合后通入水中,气体可被完全吸收

B. 若固体与硝酸恰好完全反应,当V=1680时,Cu2O与Cu的物质的量之比为8∶1

C. 原混合粉末的总质量可能为9.8 g

D. 向溶液中加入NaOH溶液,使Cu2+恰好完全沉淀,消耗NaOH的物质的量为(0.325-V/22400)mol

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】对于可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g),在一定温度下由H2(g)和I2(g)开始反应,下列说法正确的是(  )

A. H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比为2∶1

B. 反应进行的净速率是正、逆反应速率之差

C. 正、逆反应速率的比值是恒定的

D. 达到平衡时,不同物质表示的正、逆反应速率一定相等

查看答案和解析>>

同步练习册答案