甲醇是一种低碳能源,在全球能源危机和环境污染的背景下具有良好的发展前景。在催化剂作用下可用H2和CO合成甲醇,反应的化学方程式为 2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),三种物质的物质的量浓度随时间变化的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)代表H2浓度变化的曲线为_______(填“a”、“b”或“c”)。
(2)提出一条可以加快反应速率的措施:______________________________。
(3)0〜4 min内,CH3OH的平均反应速率为_________________。
(4)我国某高校化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。
①该电池工作时,c口通入的物质为_____________,该电极为____(填“正极”或“负极”)。
②该电池工作一段时间后,,当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时,消耗的氧气的体积为_____L(标准状况下)。
高一化学填空题中等难度题
甲醇是一种低碳能源,在全球能源危机和环境污染的背景下具有良好的发展前景。在催化剂作用下可用H2和CO合成甲醇,反应的化学方程式为 2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),三种物质的物质的量浓度随时间变化的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)代表H2浓度变化的曲线为_______(填“a”、“b”或“c”)。
(2)提出一条可以加快反应速率的措施:______________________________。
(3)0〜4 min内,CH3OH的平均反应速率为_________________。
(4)我国某高校化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。
①该电池工作时,c口通入的物质为_____________,该电极为____(填“正极”或“负极”)。
②该电池工作一段时间后,,当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时,消耗的氧气的体积为_____L(标准状况下)。
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化工发展是我国能源安全的重要保证。近年来,我国煤化工技术获得重大突破,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇(CH3OH)是其中的一个研究项目。该研究发生的主要反应如下:
Ⅰ.CO与H2反应合成甲醇
Ⅱ.CO2与H2反应合成甲醇 CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
(1)上述反应Ⅰ是原子经济性反应,写出化学反应方程式___________。
(2)在工业上,为了提高上述反应Ⅱ的反应速率,除了采用合适的催化剂之外,还可以采取的措施是_______(填一项即可)。
(3)一定温度下,在容积固定的密闭容器中发生反应Ⅱ,下列可以表明反应达到化学平衡状态的是_____。
a.单位时间消耗nmolCO2的同时,消耗3n mol的H2
b.容器内CH3OH的浓度不再改变
c.容器内气体压强不再改变
d.容器内气体密度不再改变
(4)生成1mol CH3OH放出 a kJ的能量,反应Ⅰ中拆开1mol化学键所需的能量(E)的相关数据如下:
化学键 | H—H | C—O | CO中的 CO | H—O | C—H |
E(kJ) | m | n | E1 | x | y |
根据相关数据计算拆开1molCO所需的能量E1=______________kJ。
(5) H2还原CO2电化学法制备甲醇的工作原理如下图所示:
通入H2 的一端是电池的________极(填“正”或“负”),通入CO2的一端发生的电极反应式为_______。
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开发、使用清洁能源发展“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。
(1)工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H= -90.8kJ•mol-1。
①某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为____,以CH3OH表示该过程的反应速率v(CH3OH)=______。
②要提高反应2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)中CO的转化率,可以采取的措施是_______。
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.加入H2 e.加入惰性气体 f.分离出甲醇
(2)①氢氧燃料电池是一种高效无污染的清洁电池它分碱性(用KOH做电解质)和酸性(用硫酸做电解质)燃料电池。如果是酸性燃料电池,则正极反应方程式是____________。
②科研人员设想用如图原电池装置生产硫酸,则负极的电极反应式为__________。
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运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
I.氨为重要的化工原料,有广泛用途。
(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取:
a. CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ∆H1=+216.4kJ/mol
b. CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ∆H2=–41.2kJ/mol
则反应CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) ∆H= _____________。
(2)起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为1mol、3mol,在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图。
①恒压时,反应一定达到平衡状态的标志是_____________(填序号)
A.和的转化率相等 B.反应体系密度保持不变
C.相同时间内,断开H-H键的数目和生成N-H键的数目相同
D.容器内气体浓度c(N2):c(H2):c (NH3)=1:3:2
②P1_____P2 (填“>” “<”“=”或“不确定”,下同);反应的平衡常数:C点______B点_______D点。
③C点的转化率为________;在A、B两点条件下,该反应从开始到平衡时生成氮气的平均速率:υ(A)__________υ(B)。
Ⅱ.用间接电化学法去除烟气中NO的原理如下图所示。
(3)已知阴极室溶液呈酸性,则阴极的电极反应式为_____________。反应过程中通过质子交换膜(ab)的为2mol时,吸收柱中生成的气体在标准状况下的体积为_____________L。
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能源短缺是人类社会面临的重大问题,而“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物。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) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
反应II: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
① 上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“I”或“Ⅱ”)。
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)= 0.2 mol/L,则H2的转化率为________。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH = -1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH = -566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
请计算1 mol甲醇不完全燃烧生成1 mol一氧化碳和液态水放出的热量为________
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下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是( )
A. 把煤加强热,使它发生物理和化学的变化过程叫做煤的干馏
B. 石油产品都可用于聚合反应
C. 天然气除可用做清洁能源外,也可用于合成氨和生产甲醇等
D. 焦炉气的主要成份是一氧化碳和二氧化碳
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甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应
来合成甲醇:2H2(g) + CO(g) CH3OH(g) △H<0
(1)① 要提高CO的转化率,可以采取的措施是_____________(填序号)。
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.加入H2加压
e.加入惰性气体加压 f.分离出甲醇
② 300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响
是 (填字母)。
A. c(H2)减少 B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH 的物质的量增加 D.重新平衡时c(H2)/ c(CH3OH)减小
(2)下图表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A_______C(填“>”、“=”或“<”,下同),B、C两点的反应速率B_________C,由状态B到状态A,可采用_________的方法(填“升温”或“降温”)。
(3)氢氧燃料电池的总反应方程式为2H2+ O2=2H2O,以30%KOH溶液为电解质.其中,氢气在______(填“正”或“负”)极发生_____反应(填“氧化”或“还原”),半电极反应方程式___________________。电路中每转移0.2mol电子,标准状况下消耗O2的体积是______L 。
(4)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH =-a kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =-b kJ·mol-1
③H2O(g)= H2O(l) ΔH=-c kJ·mol-1
则,CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l) ΔH= kJ·mol-1。
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如何实现化石燃料的综合利用,减少化石燃料燃烧所造成的环境污染,是人类面临的重大挑战。下列关于化石燃料的说法不正确的是( )
A.天然气除可用作清洁能源外,也可用于合成氨和生产甲醇等
B.煤的气化是指将固态煤粉碎成气态煤,以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧
C.石油分馏得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油的成分和化学性质不相同
D.化石燃料也是重要的化工原料,乙烯和苯就是分别来自于石油和煤的基本化工原料
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燃料电池能有效提高能源利用率,具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料,其中最环保的是( )
A.甲醇 B.天然气 C.液化石油气 D.氢气
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