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能源短缺是人类面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景,因此甲醇被称为21世纪的新型燃料.工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g).图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2 L的密闭容器中加入4 mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化图.

请回答下列问题:

(1)在“图1”中,曲线________(填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应.

(2)根据“图2”判断,下列说法不正确的是________

A.起始充入的CO为1 mol

B.增加CO浓度,CO的转化率增大

C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态

D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1 mol CO和2 mol H2,再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会增大

(3)从反应开始到建立平衡,v(H2)=________;该温度下CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数为________.若保持其它条件不变,将反应体系升温,则该反应的化学平衡常数将________(填“增大”、“减小”或“不变”).

(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇蒸气百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P1、P2,且P1>P2).

(5)科学家常用________(填仪器名称)来直接测定某一反应的反应热,现测得:CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-192.9 kJ/mol,又知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,请写出32 g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式________.

答案:
解析:

  (1)b(1分) 放热(1分)

  (2)AB(2分)

  (3)0.15 mol·L-1·min-1(2分) 12(2分) 减小(1分)

  (4)

  (2分)

  (5)量热计(1分) CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-280.9 kJ/mol(2分)


练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

能源短缺是人类面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源.具有广泛的开发和应用前景.因此甲醇被称为21世纪的新型燃料.
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应A:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反应B:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2
①下列条件中,能说明反应A达到平衡状态的是
C
C

A.生成甲醇的速率与生成水的速率相等    B.v(H2)/3=v(CH3OH)
C.恒容容器中,体系的压强不再改变      D.恒容容器中,混合气体密度不再发生改变
②在一定的压强下,将CO与H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇,则
△H2
0,△S
0(填“>”、“=”或“<”).
③对于反应B,若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
BD
BD

A.升高温度                        B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大        D.按原比例再充入CO和H.
④某温度下,将2mol CO和6mol H2,充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol?L-1,则CO的转化率为
80%
80%
,则该温度下该反应的平衡常数为
2.04
2.04

(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(I)十3O2(g)=CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ?mol-1
②2CO(g)+O2 (g)═2CO2 (g)△H=-566.0kJ?mol-1
③H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0kJ.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
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol

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科目:高中化学 来源: 题型:

能源短缺是人类面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反应II:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2
下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
①由表中数据判断△H2
0(填“>”、“<”或“=”),
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
BE
BE

A.升高温度         B.将CH3OH(g)从体系中分离     C.使用合适的催化剂
D.充入He,使体系总压强增大            E.按原比例再充入 CO和 H2
③某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的恒容密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol?L-1,则CO的转化率为
80%
80%
,此时的温度为
250°C
250°C
(从上表中选择);
④恒温下,1mol CO和nmol H2在一个容积可变的密闭容器中反应达到平衡后,生成a molCH3OH.若起始时放入3molCO+3nmolH2,则达平衡时生成CH3OH
3a
3a
mol.
(2)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的原电池装置.
①该电池工作时,OH-
极移动(填“正”或“负”),
②该电池正极的电极反应式为
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-

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科目:高中化学 来源: 题型:

(2013?浦东新区一模)能源短缺是人类面临的重大问题之一.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.工业上合成甲醇一般采用以下反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)+Q
下表所列数据是上述反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
(1)在一定条件下将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中发生反应,5分钟后测得c(H2)=1.5mol/L,则此段时间内的反应速率(用CH3OH表达)
0.15
0.15
mol/(L?min).
(2)由表中数据分析可知,Q
0(填“>”、“<”或“=”).其它条件不变的情况下,若压缩容器的体积,则平衡
向正反应方向
向正反应方向
移动(“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”),化学平衡常数K
不变
不变
(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)在体积一定的密闭容器中,能说明该反应已处于化学平衡状态的是
c
c
(填编号).
a.V(CO)=1/2V(H2)             b.混合气体的密度保持不变
c.反应体系中的热效应不再变化     d.c(CO):c(CH3OH)=1:1
(4)寻找到合适的催化剂是实现反应工业化的关键.该反应使用催化剂无法实现的目标是
bd
bd
(填编号).
a.提高单位时间内甲醇的产量      b.增大混合气体中甲醇的体积分数
c.缩短达到平衡所需时间          d.提高一氧化碳的转化率.

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科目:高中化学 来源: 题型:

能源短缺是人类面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2
①上述反应符合“原子经济”原则的是
 
(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),
②下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)
I.由表中数据判断△H2
 
0(填“>”、“<”或“=”).
Ⅱ.若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
 
(填序号).
A.升高温度      B.将CH3OH(g)从体系中分离出来      C.使用合适的催化剂
D.充入He,使体系总压强增大           E.按原比例再充入CO和H2
Ⅲ.
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol?L-1,则CO的转化率为
 
,此时的温度为
 
(从上表中选择);精英家教网
(2)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如右图所示的原电池装置.
①该电池工作时,OH-
 
极移动(填“正”或“负”),
②该电池正极的电极反应式为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

能源短缺是人类面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)+Q1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)+Q2
下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
(1)在一定条件下将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中发生反应I,5分钟后测得c(CO)=0.2mol/L,计算此段时间的反应速率(用H2表达)
 
 mol/(L?min).
(2)由表中数据判断Q1
 
0(填“>”、“<”或“=”).
(3)若容器容积不变,下列措施可提高反应I中CO转化率的是
 
(选填编号).
a.充入CO,使体系总压强增大           b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.充入He,使体系总压强增大            d.原料气循环使用
(4)写出反应Ⅱ的平衡常数表达式:K=
 
;由于CO2化学惰性很大,因此找到合适的催化剂是实现该反应工业化的关键.该反应使用催化剂无法达到的效果是
 
(选填编号).
a.提高甲醇的单位时间产量      b.提高CO2的转化率   c.缩短达到平衡所需时间.

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