工业上由CO2和H2合成气态甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-50 kJ·mol-1。下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图,其中正确的是( )
A. B. C. D.
高三化学单选题中等难度题
工业上由CO2和H2合成气态甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-50 kJ·mol-1。下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图,其中正确的是( )
A. B. C. D.
高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
Ⅰ.CO2的转化一直是全球研究的热点,其中将CO2和H2合成甲醇及二甲醚 (CH3OCH3)具备相对成熟的技术。工业生产中,有以下相关反应
①CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l) △H < 0
②2 CH3OH(l) CH3OCH3(g) + H2O(l) △H < 0
③CO(g) + H2O(l) CO2(g) + H2(g) △H < 0
(1)在一常温恒容的密闭容器中,放入一定量的甲醇如②式建立平衡,以下说法正确并可以作为该反应达到平衡状态的判断依据为________。
A.容器内气体相对分子质量保持不变
B.容器内气体压强不变
C.相同时间内消耗甲醇的量是消耗二甲醚的两倍;
D.甲醇和二甲醚物质的量相等
(2)在三个体积相同的密闭容器A,B,C中加入相同物质的量的CO和H2O在不同温度下发生反应③,经过相同时间后测得容器中的CO物质的量与温度的关系如下图:
① A、B两点的速率大小v(A)___v(B)(填“大于”、“小于”、“等于”、“无法判断”)
② 请解释曲线中CO的物质的量先减小后增大的原因________________________。
(3)一定量的CO2和H2在一密闭容器中发生反应①,下左图是容器内CO2的百分含量随着外界条件改变的变化曲线图,请补充完整。(t1时刻升温;t2时刻加催化剂)______
Ⅱ.SO2的尾气处理通常用电化学处理法
(4)①如上右图所示,Pt(Ⅱ)电极的反应式为__________________;
②当电路中转移0.02mole-时(较浓H2SO4尚未排出),交换膜左侧溶液中约增加_____mol离子。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
固定和利用CO2,能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法,该方法的化学方程式是:
CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) △H= -49.0 kJ·mol-1
某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中(温度保持不变),测得H2的物质的量随时间变化如右图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标):
回答下列问题:
(1)该反应在________条件下能自发进行(填编号)。
A、高温 B、低温 C、任何温度
(2)该反应在0~8 min内CO2的平均反应速率是________mol/(L•min)。
(3)该反应的平衡常数K=________。
(4)仅改变某一条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比,曲线Ⅰ改变的条件可能是________,曲线Ⅱ改变的条件可能是________。
若实线对应条件下平衡常数为K,曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为K1,曲线Ⅱ对应条
件下平衡常数为K2,则K、K1和K2的大小关系是。
(5)根据化学反应速率与化学平衡理论,联系化工生产实际,你认为下列说法不正确的是
________。
A.化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B.有效碰撞理论可指导怎样提高原料的转化率
C.勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品
D.催化剂的使用是提高产率的有效方法
E.正确利用化学反应速率和化学反应限度都可以提高化工生产的综合经济效益
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
甲醇是重要的化工原料。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,可能发生的反应如下:
i CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ∆H1=Q kJ·mol-1
ii. CO2(g)+ H2(g) CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41 kJ·mol-1
iii. CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ∆H3=− 99 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)Q=_________
(2)图中能正确反映平衡常数K3(反应iii的平衡常数)随温度变化关系的曲线为__(填字母)
(3)如图为单位时间内CO2+H2、CO+ H2、CO/CO2+H2三个条件下生成甲醇的物质的量浓度与温度的关系(三个条件下通入的CO、CO2和H2的物质的量浓度相同)。490K时,根据曲线a、c判断合成甲醇时主要发生的反应为________(填“i”或“iii”);由曲线a可知,甲醇的量先增大后减小,其原因是_________________________________。
(4)如图是以NaOH溶液为电解质溶液的甲醇燃料电池:电极a的反应式为____________,若隔膜为阳离子交换膜,则每转移6mol电子,溶液中有_______mol Na+向____________(填“正极区”或“负极区")移动。
(5)CO2经催化加氢也可以生成低碳烃,主要有两个竞争反应:
反应I:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)
反应II :2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)
在1L恒容密闭容器中充入2molCO2和4molH2测得平衡时有关物质的物质的量随温度变化如图所示。T1℃时,CO2的转化率为______。T1℃时,反应I的平衡常数K=_________(保留三位有效数字)。
高三化学综合题简单题查看答案及解析
I.甲醇是一种优质燃料,可制作燃料电池。工业上可用下列两种反应制备甲醇:
已知:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) ΔH3
则2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) 的反应热ΔH=_______________(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
II.工业上可利用“甲烷蒸气转化法生产氢气”,反应为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。
已知温度、压强和水碳比[n(H2O)/ n(CH4)]对甲烷平衡含量的影响如下图:
图1(水碳比为3) 图2(800℃)
(1)温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是________。
(2)其他条件不变,请在图2中画出压强为2 MPa时,CH4平衡含量与水碳比之间关系曲线。(只要求画出大致的变化曲线)
(3)已知:在700℃,1MPa时,1mol CH4与1mol H2O在1L的密闭容器中反应,6分钟达到平衡,此时CH4的转化率为80%,求这6分钟H2的平均反应速率和该温度下反应的平衡常数是多少?(写出计算过程,结果保留小数点后一位数字。)
III.某实验小组设计如图a所示的电池装置,正极的电极反应式为________________。
高三化学计算题极难题查看答案及解析
(20分)对气体的转化与吸收的研究,有着实际意义。
(1)一定条件下,工业上可用CO或CO2与H2反应生成可再生能源甲醇,反应如下:
3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0KJ/mol K1(Ⅰ)
2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H2=-90.8KJ/mol K2(Ⅱ)
则CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的△H3= KJ/mol和K3= (用K1和K2表示)
(2)在一定温度下,将0.2mol CO2和0.8mol H2充入容积为2L的密闭容器中合成CH3OH(g)。
5min达到平衡时c(H2O)=0.025mol/L,则5min内v(H2)= _______mol/(L·min)。下图图像正确且能表明该反应在第5min时一定处于平衡状态的是______。
若改变某一条件,达到新平衡后CO2的浓度增大,则下列说法正确的是_______。
a.逆反应速率一定增大 b.平衡一定向逆反应方向移动
c.平衡常数不变或减小 d.CO2的物质的量可能减小
(3)反应II可在高温时以ZnO为催化剂的条件下进行。实践证明反应体系中含少量的CO2有利于维持ZnO的量不变,原因是_________(写出相关的化学方程式并辅以必要的文字说明;已知高温下ZnO可与CO发生氧化还原反应)。
(4)实验室里C12可用NaOH溶液来吸收。室温下,若将一定量的C12缓缓通入0.2mol/L NaOH溶液中,恰好完全反应得溶液A,反应过程中水的电离程度________(填“变大”、“变小”或“不变”,下同),_________。溶液B为0.05mol/L的(NH4)2SO4溶液,则A、B两溶液中c(ClO-)、c(Cl-)、c(NH4+ )、c(SO42-)由大到小的顺序为_________(已知:室温下HClO的电离常数Ka=3.2×10-8, NH3·H2O的电离常数Kb=1.78×10-5)。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
(16分)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反应Ⅱ的平衡常数表达式是。
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 |
由表中数据判断ΔH1________0 (填“>”、“=”或“<”)。
③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CO的转化率为________。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH1 = -1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 = -566.0 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) ΔH3 = -44.0 kJ/mol
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:________。
(3)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。该电池正极的电极反应为________。
高三化学填空题简单题查看答案及解析
(9分)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 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 |
由表中数据判断ΔH1________0 (填“>”、“=”或“<”)。
③ 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CO的转化率为________,此时的温度为________(从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)
ΔH1 = -1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH3 =-44.0 kJ/mol
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:________。
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,
①设计如图所示的电池装置。该电池负极的电极反应式为。
② 工作一段时间后,测得溶液的pH将________(填“增大”、“减小”、“不变”)。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
(12分)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 |
由表中数据判断ΔH1 0 (填“>”、“=”或“<”)。
②某温度下,将2mol 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CO的转化率为 ,此时的温度为 (从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l) ΔH1=-1451.6kJ/mol
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 =-566.0kJ/mol
(3)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:
①工作一段时间后,测得溶液的pH减小。请写出该电池的负极的电极反应式。
②用该电池电解(惰性电极)500mL某CuSO4溶液,电解一段时间后,为使电解质溶液恢复到原状态,需要向溶液中加入9.8g Cu(OH)2固体。则原CuSO4溶液的物质的量浓度为 mol/L(假设电解前后溶液体积不变)。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
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 |
由表中数据判断ΔH1________0 (填“>”、“=”或“<”)。
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CO的转化率为________,此时的温度为________(从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l) ΔH1=-1451.6kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 =-566.0kJ/mol
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:________
(3)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:
①该电池的能量转化形式为________。
②该电池正极的电极反应为。
③工作一段时间后,测得溶液的pH减小,则该电池总反应的化学方程式为 ________。
高三化学填空题极难题查看答案及解析