精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

【题目】甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2H2)在催化剂的作用下合成甲醇,可能发生的反应如下:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2

CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH3

回答下列问题:

(1)已知反应②中相关化学键键能数据如下:

化学键

H-H

C=O

C≡O

H-O

E/kJ·mol1

436

803

1076

465

由此计算ΔH2____kJ·mol1。已知ΔH3=+99kJ·mol1,则ΔH1____kJ·mol1

(2)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。

①温度为470K时,图中P____(不是”)处于平衡状态。在490K之前,甲醇产率随温度升高而增大,490K之后,甲醇产率随温度升高而减小的原因分别是____

②一定能提高甲醇产率的措施是____

A.增大压强 B.升高温度 C.选择合适催化剂 D.加入大量催化剂

(3)如图为一定比例的CO2/H2,CO/H2、CO/CO2/H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。

490K时,根据曲线a、c判断合成甲醇的反应机理是____(“I”“II”)。

.CO2 COCH3OH II.COCO2CH3OH+H2O

490K时,曲线a与曲线b相比,CO的存在使甲醇生成速率增大,从热力学与动力学角度,并结合反应①②分析原因____

【答案】36 99 不是 升高温度,反应逆向移动,催化剂活性降低 AC CO促进反应Ⅱ逆向移动,CO和H2的量增加,水蒸气的量减少

【解析】

(1)根据题中所给键能数据,计算得到方程②的反应热为:△H2=(803×2+436-1076-2×465)=36 kJ·mol-1;方程③可以用方程②-①获得,△H2-△H1=36-(-63)=99 kJ·mol-1;综上所述,本题答案是:36;99。

(2)①温度为470K图中P不是处于平衡状态;在490K之前甲醇产率随着温度升高而增大的原因是温度越高化学反应速率越快,490K之后甲醇产率下降的原因是升高温度,反应i逆向移动,催化剂活性降低;综上所述,本题答案是:不是升高温度,反应逆向移动,催化剂活性降低

②A.增大压强,反应Ⅰ平衡正向移动,甲醇产率可以提高,故A正确;

B,升高温度反应Ⅰ是放热反应,平衡逆向移动,甲醇产率降低,故B错误;

C.选择合适催化剂,选择生成甲醇,提高甲醇产率,故C正确;

D.加入大量催化剂,不能影响平衡,故D错误;

综上所述,本题选AC。

(3)图2为一定比例的CO2/H2、CO/H2、CO/CO2/H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。

490K时,从甲醇的生成速率来看,a曲线大于c曲线,即甲醇来源于CO2和H2,故490K时,根据曲线a、c判断合成甲醇的反应机理是Ⅱ;

490K时,曲线a与曲线b相比,CO的存在使甲醇生成速率增大,从热力学与动力学角度,并结合反应i、ⅱ分析原因:对ii. CO2(g)+ H2(g)CO(g)+H2O(g),CO是生成物,CO促进反应Ⅱ逆向移动,二氧化碳和氢气的量增加,水蒸气的量减少,i.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)正向进行,故CO的存在使甲醇生成速率增大

综上所述本题答案是CO促进反应Ⅱ逆向移动,CO和H2的量增加,水蒸气的量减少。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列关于水的说法正确的是

A.我们平时应多饮用纯净水,防止有毒物质进入体内

B.所有天然水都可以直接饮用

C.含有较多钙、镁离子的水叫硬水

D.人体内含水量约占体重的2/3,故人每天不用喝水也可以

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】实验室可用如下装置略去部分夹持仪器制取并验证其性质.

(1)盛装的仪器名称为__________ ,还缺少的玻璃仪器是________,用的化学方程式_______

(2)装置B的作用之一是通过观察产生气泡的多少判断生成的快慢,其中的液体最好选择____填代号

a. 饱和溶液 b. 饱和溶液

c. 饱和溶液 d. 饱和NaHSO3溶液

(3)验证二氧化硫的氧化性的装置是______,现象为_______________

(4)为验证二氧化硫的还原性,充分反应后,取该试管中的溶液分成三份,分别进行如下实验:

方案I:向第一份溶液中加入溶液,有白色沉淀生成;

方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去;

方案Ⅲ:向第三份溶液中加入溶液,产生白色沉淀.

上述方案合理的是方案________“I”;若将试管D中新制氯水改为酸性高锰酸钾溶液,则发生反应的离子方程式为____________________

(5)装置F的作用是___________________

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】(1)氢能源是绿色燃料,可以减少汽车尾气的排放,利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气:CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g)。下图是该反应的能量变化图:

①通过图中信息可判断反应CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g)的ΔH________0(选填“>”“=”或“<”)。

②图中途径(Ⅱ)的条件是__________________,途径(Ⅰ)的反应热________途径(Ⅱ)的反应热(选填“>”“=”或“<”)。

③在25 ℃、101 kPa下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为__________________________________________

(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:

①2NH3(g)+CO2(g)===NH2CO2NH4(s) ΔH=-159.5 kJ/mol

②NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+116.5 kJ/mol

③H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0 kJ/mol

写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式__________________

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】原子序数为3 ~ 9的元素,随着核电荷数的递增而逐渐增大的是(

A.原子的电子层数

B.原子最外层电子数

C.原子半径

D.最高正化合价

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】某研究小组用下图装置进行SO2 FeCl3溶液反应的相关实验(夹持装置已略去)。

(1)配制氯化铁溶液时,需先把氯化铁晶体溶解在______中,再加水稀释,这样操作的目的是__________________________________________

(2)通入足量SO2时,装置C中观察到的现象为___________________________________

(3)根据以上现象,该小组同学认为SO2 FeCl3溶液发生氧化还原反应。

①写出SO2FeCl3溶液反应的离子方程式____________________________________

②请设计实验方案检验有Fe2+ 生成___________________________________________

③该小组同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即可证明反应生成了SO42 -该做法____(填合理不合理),理由是__________

(4)D装置中倒置漏斗的作用是_________________________________________________

(5)为了验证SO2具有还原性,实验中可以代替FeCl3的试剂有____________(填字母)。

a.H2SO4 b.酸性KMnO4溶液   c.碘水 d.NaCl溶液

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】以粉煤灰(主要成分为Al2O3和SiO2,还含有少量的FeO、Fe2O3等)为原料制备Al2O3的流程如下:

(1)“酸浸”时需加入过量的稀硫酸,目的是提高浸取率和________;滤渣的主要成分是__________

(2)“氧化”过程中,加入H2O2发生反应的离子方程式为____________

(3)“提纯”过程中,当加入NaOH溶液达到沉淀量最大时,溶液中c(SO42-)∶c(Na)=_________

(4)已知Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39。“提纯”过程中,当c(Fe3+)<10-6 mol ·L-1时,溶液中c(OH)>________mol ·L-1

(5)“沉淀”过程中,通入过量CO2时发生反应的化学方程式为_____________

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列物质的性质是由分子间作用力决定的是

A.氧化铝的熔点很高B.晶体硅的硬度很大

C.干冰容易升华D.水受热难分解

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列实验操作能达到目的的是(

A. 用甲装置验证浓H2SO4的脱水性、强氧化性

B. 用乙装置收集NO气体

C. 装置丙中水能持续流下,说明装置气密性不良好

D. 用丁装置比较NCSi非金属性的强弱

查看答案和解析>>

同步练习册答案