题目
题型:不详难度:来源:
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I: CO(g)+2H2(g)
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反应II:CO2(g)+3H2(g)
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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 |
③某温度下,将2molCO和6molH2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,则CO的转化率为 。
(2)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置。
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① 该电池正极的电极反应为 。
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的离子方程式为 。
答案
(2)① O2 +2H2O +4e- = 4OH- ② 2CH3OH +3O2 +4OH-= 2CO32- + 6H2O
解析
②根据数据可知,随着温度的升高,平衡常数逐渐减小,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,因此正反应是放热反应。
③平衡时CO是0.2mol/L×2L=0.4mol,则消耗CO是2mol-0.4mol=1.6mol,所以CO的转化率是1.6÷2.0×100%=80%。
(2)①原电池中正极是得到电子的,所以氧气在正极通入,则正极反应式为O2 +2H2O +4e- = 4OH-。
②负极失去电子,即甲醇在负极通入,甲醇的氧化产物是碳酸钾,所以总反应式为2CH3OH +3O2 +4OH-= 2CO32- + 6H2O。
核心考点
试题【(10分)能源短缺是人类社会面临的重大问题。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: CO(g)+2H】;主要考察你对原电池原理等知识点的理解。[详细]
举一反三
水煤气法制甲醇工艺流程框图如下
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200110/20200110112059-19795.png)
(注:除去水蒸气后的水煤气含55~59%的H2,15~18%的CO,11~13%的CO2,少量的H2S、CH4,除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气,即可进行甲醇合成)
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)
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②下列能提高碳的平衡转化率的措施是 。
A.加入C(s) | B.加入H2O(g) | C.升高温度 | D.增大压强 |
CH4 (g)+3/2O2 (g)
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200110/20200110112100-31023.png)
① X在T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
② Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③ Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是 (填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是 。
(3)合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应是:2H2(g) + CO(g)
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物质 | H2 | CO | CH3OH |
浓度/(mol·L-1) | 0.2 | 0.1 | 0.4 |
②若加入同样多的CO、H2,在T5℃反应,10 min后达到平衡,此时c(H2)=0.4 mol·L-1、c(CO)=0.7 mol·L-1、则该时间内反应速率v(CH3OH) = mol·(L·min)-1。
(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是 。
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⑴写出A的化学式:
⑵A和B的反应中,还原剂与氧化剂的物质的量之比为 ,
⑶某人设想用右图所示装置利用电化学原理生产E,则N电极是 极;写出M电极的电极反应式: 。
⑷当图中的C与O2被活性炭吸附时,也能发生反应生成F,为研究此反应,将C和O2放入体积为2L的恒容密闭容器中,在500℃时发生反应,反应过程中的能量变化如下图所示,反应物物质的量和时间的变化如下表所示:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200110/20200110112054-28344.png)
①该反应的ΔH 0反应从起始至2min内的平均反应速率v(C)= ;
500℃时,此反应化学平衡常数K的值为 。
②第6min时,向容器中再充入0.002molO2,同时将反应体系的温度改变为T,反应至10min时重新达到平衡,此时测得c(C)=0.006mol∙L-1,则温度T (填“>”或“<”)500℃。
(1)N2O5与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式是______________。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:2N2O5(g)
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200110/20200110112050-79975.png)
①反应达到平衡后,若再通入一定量氮气,则N2O5的转化率将______(填“增大”、“减小”、“不变”)。
②下表为反应在T1温度下的部分实验数据:
t/s | 0 | 500 | 1000 |
c(N2O5)/mol·L-1 | 5.00 | 3.52 | 2.48 |
③在T2温度下,反应1000 s时测得NO2的浓度为4.98 mol·L-1,则T2________T1。(填>、<或=)
(3)如右图所示装置可用于制备N2O5,则N2O5在电解池的______区生成,其电极反应式为_______。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200110/20200110112050-76844.png)
A.水晶是无色透明的晶体,可用制作硅太阳能电池 |
B.配制0.1 mol/LNaCl溶液,若定容时俯视,则所得溶液浓度偏小(其它操作均正确) |
C.向纯水中加入盐酸或氢氧化钠都能使水的电离平衡逆向移动,水的离子积不变 |
D.已知:(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H="+74.9" kJ·mol-1,因此该反应一定不能自发进行 |
(1)下列措施中,有利于降低大气中的CO2、SO2、NOx 浓度的有 (填字母)
a.减少化石燃料的使用,开发新能源
b.使用无氟冰箱,减少氟里昂排放
c.多步行或乘公交车,少用专车或私家车
d.将工业废气用碱液吸收后再排放
(2)为了降低汽车尾气对大气的污染,有关部门拟用甲醇替代作为公交车的燃料。写出用合成气(CO和H2)生产甲醇的化学方程式 ,已知该反应合成1 mol液态甲醇吸收热量131.9 kJ, 2H2 (g) + CO(g) + 3/2O2g) =CO2 (g) +2H20 (g) △H =-594.1 kJ·mol-1,请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式 。
(3)有人设想以下图所示装置用电化学原理将CO2、SO2转化为重要化工原料。
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若A为CO2,B为H2,C为CH3OH,则通入CO2的一极为 极;若A为SO2,B为O2,C为H2SO4。则负极的电极反应式为 ;
(4)①在研究氮的氧化物的转化时,某小组查阅到以下数据:17℃、1.01×105 Pa时,
2NO2(g)
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200110/20200110112041-91322.png)
c (N2O4)= (保留两位有效数字);
②改变上述体系的某个条件,达到新的平衡后,测得混合气体中 c (NO2) =" 0.04" mol·L-1, c (N2O4) =" 0.007" mol·L-1,则改变的条件为 ;
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