實(shí)施以減少能源浪費(fèi)和降低廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應(yīng)對全球氣候問題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇;ば袠I(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求。試運(yùn)用所學(xué)知識,解決下列問題:
⑴已知某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為:
它所對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為:
⑵利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);ΔH=-90.8kJ·mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.5kJ·mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);ΔH=-41.3kJ·mol
總反應(yīng):3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=__________
(3)煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實(shí)際問題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器時,會發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示:
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。
(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:
反應(yīng)Ⅰ: CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
反應(yīng)Ⅱ: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
①下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅰ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。
溫度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
已知:①溶液中CrO42—顯黃色,Cr2O72-顯橙紅色
②PbCrO4難溶于水,也難溶于強(qiáng)酸
③H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l); ΔH=" —a" KJ/mol
3Cl2(g)+2Cr3+(aq)+16OH-(aq)=2CrO42-(aq)+6Cl-(aq)+8H2O(l);ΔH="—b" KJ/mol
2CrO42-(aq)+2H+(aq)Cr2O72-(aq)+H2O(l);ΔH="—c" KJ/mol
平衡常數(shù)K=9.5×104 (上述a、b、c均大于0)
對上述反應(yīng)⑤,取50mL溶液進(jìn)行試驗(yàn),部分測定數(shù)據(jù)如下:
時間(s) | 0 | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.04 |
n (CrO42—)(mol) | 0.01 | 8.0×10-4 | 5.4×10-4 | 5.0×10-4 | |
n (Cr2O72—)(mol) | 0 | | 4.73×10-3 | | 4.75×10-3 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)在298K時,1molC2H6在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量1558.3 kJ。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。
(2)利用該反應(yīng)設(shè)計一個燃料電池:用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液,多孔石墨做電極,在電極上分別
通入乙烷和氧氣。通入乙烷氣體的電極應(yīng)為 極(填寫“正”“負(fù)”)該電極上發(fā)生的電極反應(yīng)
式是
(3)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中,石墨棒上的電極反應(yīng)式為 ;如果起始時盛有1000mLpH=5的硫酸銅溶液(25℃,CuSO4足量),一段時間后溶液的pH變?yōu)?,此時若要使溶液恢復(fù)到起始濃度(溫度不變,忽略溶液體積的變化),可向溶液中加入 __________(填物質(zhì)名稱)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
Ⅰ:工業(yè)上用CO2和H2在一定條件發(fā)生如下反應(yīng)合成甲醇并放出大量的熱:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 回答下列問題。
(1)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2
則反應(yīng)2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH= (用含ΔH1、ΔH2表示)
(2)若反應(yīng)溫度升高,CO2的轉(zhuǎn)化率 (填“增大”“減小”或“不變”)。
(3)寫出在酸性環(huán)境中,甲醇燃料電池中的正極反應(yīng)方程式
Ⅱ:生產(chǎn)甲醇的原料H2可用如下方法制得:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g),一定溫度下,將2 mol CH4和4 mol H2O通入容積為10L的密閉反應(yīng)室中,反應(yīng)中CO的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖所示,請回答下列問題:
(4)反應(yīng)進(jìn)行到4分鐘到達(dá)平衡。請計算從反應(yīng)開始到剛剛平衡,平均反應(yīng)速率v(H2)為 ;并求此反應(yīng)在此溫度下的平衡常數(shù)(在答題卡對應(yīng)的方框內(nèi)寫出計算過程)。
(5)在第5分鐘時將容器的體積瞬間縮小一半后,若在第8分鐘時達(dá)到新的平衡(此時CO的濃度約為0.25 mol·L—1 ),請?jiān)趫D中畫出第5分鐘后H2濃度的變化曲線。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)CH4(g )+2O2(g )=CO2(g )+2H2O(g ) ΔH=-802.3kJ/mol
該熱化學(xué)反應(yīng)方程式的意義是_____________________________________。
(2)已知2g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出Q kJ的熱量,寫出表示乙醇燃燒熱的熱化學(xué)方
程式:____________________________________________________________.
(3)已知拆開1mol H-H鍵,1mol N-H鍵,1mol 鍵分別需要的能量是436kJ、391KJ、946kJ,則N2與H2反應(yīng)生成1mol NH3(g)的熱化學(xué)方程式是___________________.
(4)依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實(shí)驗(yàn)直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行推算。
已知:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ/mol ②
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2599kJ/mol ③
根據(jù)蓋斯定律,計算298K時由C(石墨,s)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反應(yīng)的焓變:
____________________________.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
Ⅰ.恒溫,容積為1 L恒容條件下,硫可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化,其反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖1所示(已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1),請回答下列問題:
(1)寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式:______________________。
(2)ΔH2=__________kJ·mol-1。
Ⅱ.工業(yè)上常利用醋酸和乙醇合成有機(jī)溶劑乙酸乙酯:
CH3COOH(l)+C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)+H2O(l) ΔH=-8.62 kJ·mol-1
已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸點(diǎn)依次為118 ℃、78 ℃和77 ℃。在其他條件相同時,某研究小組進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。
(1)該研究小組的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀__________________________________。
(2)60 ℃下反應(yīng)40 min與70 ℃下反應(yīng)20 min相比,前者的平均反應(yīng)速率________后者(填“小于”、“等于”或“大于”)。
(3)如圖所示,反應(yīng)時間為40 min、溫度超過80 ℃時,乙酸乙酯產(chǎn)率下降的原因可能是_________________________________(寫出兩條)。
Ⅲ.煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及熱值等問題。
已知:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表:
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
| n(CO) | n(H2O) | n(H2) | n(CO2) |
A | 1 | 5 | 2 | 3 |
B | 2 | 2 | 1 | 1 |
C | 3 | 3 | 0 | 0 |
D | 0.5 | 2 | 1 | 1 |
E | 3 | 1 | 2 | 1 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
科學(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下 與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇,并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知:H2(g)、CO(g)和CH3OH(1)的燃燒熱△H分別為-285.8 kJ.、一283.0 kJ和一726.5.kJ 。請回答下列問題:
(1)用太陽能分解10mol H2O(1)消耗的能量是________kJ.
(2)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為:
__________________________________________________________________________.
(3)在容積為2L的密閉容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他條件不變的情況下,
考查溫度對反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示(注:、均大于300℃):
下列說法正確的是_______________(填序號)
①溫度為時,從反應(yīng)開始到反應(yīng)達(dá)到平衡,生成甲醇的平均速率為:
②該反應(yīng)在時的平衡常數(shù)比時的小
③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系的溫度從變到,達(dá)到平衡時增大
(4)在溫度時,將1mol CO2和3mol H2充入一密閉恒容容器中,充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,若CO2的轉(zhuǎn)化率為a,則此時容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)之比為___________。
(5)在直接以甲醇為燃料的燃料電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,負(fù)極的反應(yīng)式為___________________;正極的反應(yīng)式為_____________________________________.理想狀態(tài)下,該燃料電池消耗lmol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為701.8kJ,則該燃料電池的理論效率為_______________(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
工業(yè)上在催化劑作用下可利用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),圖1表示反應(yīng)過程中能量的變化情況。
請回答下列問題:
(1)在圖I中,曲線______(填“a”或“b”)表示使用了催化劑;該反應(yīng)屬于______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(2)為探究外界條件對合成甲醇化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,某科技工作者設(shè)計了以下三組實(shí)驗(yàn),部分?jǐn)?shù)據(jù)已填人表中,請補(bǔ)充完整。
實(shí)驗(yàn)組 | T/℃ | 起始濃度/mol?L-1 | 等質(zhì)量催化劑的 比表面積/m2?g-1 | |
CO | H2 | |||
① | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 |
② | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 124 |
③ | 350 | | | 124 |
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