【題目】煤的氣化可以減少環(huán)境污染,而且生成的CO和H2被稱作合成氣,能合成很多基礎(chǔ)有機(jī)化工原料。

(1)工業(yè)上可利用CO生產(chǎn)乙醇:2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g) ΔH1

又知:H2O(l)=H2O(g) ΔH2

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3

工業(yè)上也可利用CO2(g)與H2(g)為原料合成乙醇:

2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(l) ΔH

ΔHΔH1ΔH2、ΔH3之間的關(guān)系是ΔH=____________。

(2)一定條件下,H2、CO在體積固定的絕熱密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),下列選項(xiàng)不能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________。

A.v(H2)=2v(CO) B.平衡常數(shù)K不再隨時(shí)間而變化

C.混合氣體的密度保持不變 D.CH3OCH3和H2O的體積之比不隨時(shí)間而變化

(3)工業(yè)可采用CO與H2反應(yīng)合成再生能源甲醇,反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在一容積可變的密閉容器中充有10 mol CO和20 mol H2,在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇,CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)、壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖1所示。

合成甲醇的反應(yīng)為______________(填放熱吸熱)反應(yīng)。

A、B、C三點(diǎn)的平衡常數(shù)KAKB、KC的大小關(guān)系為____________________。p1和p2的大小關(guān)系為___________。

若達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí),容器的體積為10 L,則在平衡狀態(tài)B時(shí)容器的體積為________L。

(4)工業(yè)上可通過甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g) ΔH2=-29.1 kJ·mol-1?蒲腥藛T對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了研究,部分研究結(jié)果如圖2、3:

從反應(yīng)壓強(qiáng)對(duì)甲醇轉(zhuǎn)化率的影響效率看,工業(yè)制取甲酸甲酯應(yīng)選擇的壓強(qiáng)是________(填3.5×106Pa”“4.0×106Pa5.0×106Pa)。

實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中采用的溫度是80,其理由是___________________。

【答案】(1)ΔH1-3ΔH2-2ΔH3;(2)c、d;(3)放熱;KA=KB>KC,p1<p2;7;(4)4.0×106Pa;高于80時(shí),溫度對(duì)反應(yīng)速率影響較小,且反應(yīng)放熱,升高溫度時(shí)平衡逆向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率降低。

【解析】

試題分析:(1)蓋斯定律,推出:H=ΔH1-3ΔH2-2ΔH3;(2)a、用不同反應(yīng)速率表示達(dá)到化學(xué)平衡,要求反應(yīng)方向一正一逆,且反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,v(H2)正化學(xué)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,v(CO)逆化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,且速率之比等于4:2=2:1,能說明達(dá)到化學(xué)平衡,故錯(cuò)誤;b、平衡常數(shù)只受溫度的影響,此容器是絕熱容器,溫度發(fā)生改變,因此當(dāng)化學(xué)平衡常數(shù)不變時(shí),說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故錯(cuò)誤;c、根據(jù)密度的定義,組分都是氣體,氣體質(zhì)量不變,是恒容狀態(tài),體積不變,因此密度不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故正確;d、兩者體積比始終相等,不能作為達(dá)到平衡的標(biāo)志,故正確;(3)隨著溫度升高,CO的轉(zhuǎn)化率降低,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,根據(jù)勒夏特列原理,正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng);化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響,KA和KB溫度相等,因此KA=KB,溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,平衡常數(shù)減少,因此KA=KB>KC,作等溫線,增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,CO的轉(zhuǎn)化率增大,即p2>p1

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始:10 20 0

變化: 5 10 5

平衡: 5 10 5

等溫等壓下,體積比等于物質(zhì)的量之比,開始時(shí)的容器的體積為30×10/20L=15L,

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始:10 20 0

變化: 8 16 8

平衡: 2 4 8

體積比等于物質(zhì)的量之比,即14×15/30L=7L;(4)根據(jù)圖像,應(yīng)選擇壓強(qiáng)為4.0×106Pa,5.0×106Pa,雖然甲醇的轉(zhuǎn)化率大,但增加不多,如果選用5.0×106Pa,對(duì)設(shè)備的要求增加,成本提高,4.0×106Pa甲醇的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)夠大了,因此選擇4.0×106Pa;高于80時(shí),溫度對(duì)反應(yīng)速率影響較小,且反應(yīng)放熱,升高溫度時(shí)平衡逆向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率降低。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】X、Y、Z、W均為中學(xué)化學(xué)的常見物質(zhì),一定條件下它們之間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其他產(chǎn)物已略去):

下列說法不正確的是

A若W是單質(zhì)鐵,則Z溶液可能是FeCl2溶液

B若W是鹽酸,則X與Z可反應(yīng)生成Y

CXFeCl3溶液,W可以是ZnAl

DW是硝酸溶液, XZ不能反應(yīng)生成Y

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【題目】向100mL0.1mol·L-1硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液中逐滴滴入0.1mol·L-1Ba(OH)2溶液。隨著Ba(OH)2溶液體積V的變化,沉淀總物質(zhì)的量n的變化如下圖所示。則下列說法中正確的是

A.a(chǎn)點(diǎn)時(shí)溶液中所含主要溶質(zhì)為(NH4)2SO4

B.a(chǎn)→b段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是SO42+Ba2+===BaSO4

C.b點(diǎn)為最大沉淀量,對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)值為0.02

D.c點(diǎn)加入Ba(OH)2溶液的體積為200 mL

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【題目】原電池產(chǎn)生電流的本質(zhì)原因是(
A.原電池中溶液能電離出自由移動(dòng)的離子
B.有兩根導(dǎo)線將兩個(gè)活潑性不同的電極連接
C.電極上進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)的生成物為電子
D.電極上進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)中發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】.某化學(xué)興趣小組用FeCl2(用鐵粉與鹽酸反應(yīng)制得)和NH4HCO3制備FeCO3的裝置示意圖如圖所示;卮鹣铝袉栴}:

(1)A裝置的名稱是____________;FeCO3在________中生成(填字母),該裝置中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為____________________。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)首先打開活塞3,關(guān)閉活塞2,其目的是___________________;然后再關(guān)閉活塞3,打開活塞2,其目的是_____________________。

.乳酸亞鐵晶體([CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O,Mr=288)是常用的補(bǔ)鐵劑。乳酸亞鐵可由乳酸與碳酸亞鐵反應(yīng)制得。

(3)將制得的FeCO3加入乳酸溶液中,再加入過量鐵粉,75下攪拌使之充分反應(yīng)。結(jié)束后,無需過濾,除去過量鐵粉的反應(yīng)方程式為_____________。

(4)從上述(3)所得溶液中獲得乳酸亞鐵晶體的方法是___________________、___________________、洗滌、干燥。

(5)該興趣小組用KMnO4測(cè)定產(chǎn)品中亞鐵含量進(jìn)而計(jì)算乳酸亞鐵晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù),發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總是大于100%,其原因可能是_______________。經(jīng)查閱文獻(xiàn)后,該興趣小組改用鈰(Ce)量法測(cè)定產(chǎn)品中Fe2+的含量。取2.880 g產(chǎn)品配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,進(jìn)行必要處理,用0.100 0 mol·L-1Ce(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平均消耗Ce(SO4)219.7 mL。滴定反應(yīng)為Ce4++Fe2+====Ce3++Fe3+,則產(chǎn)品中乳酸亞鐵晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________。

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【題目】下列說法正確的是

A. 常溫常壓下,1mol CH4的體積是22.4L

B. 1molFe在氯氣中完全燃燒失去電子數(shù)為2NA

C. 用激光筆照射可鑒別Fe(OH)3膠體和FeCl3溶液

D. 用焰色反應(yīng)可鑒別NaCl和Na2CO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】海洋是一個(gè)巨大的寶藏,期待著人們的開發(fā)和利用,下列物質(zhì)不經(jīng)過化學(xué)變化就能從海水中獲得的是

A. 單質(zhì)溴 B. 單質(zhì)鎂 C. 燒堿 D. 食鹽

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【題目】已知二元酸H2A在水中存在以下電離:H2A==H++HA-,HA-H++A2-,回答下列問題:

(1)Na2A溶液呈________性,理由是___________(用離子方程式表示)。

(2)NaHA溶液呈________性,理由是___________。

(3)0.1mol/L的NaHA溶液的PH=3,則Ka(HA-)=_____________。

(4)某溫度下,向10 mL 0.1 mol/L NaHA溶液中加入0.1 mol/L KOH溶液V mL至溶液中水的離子積常數(shù)Ka=c2(OH-),此時(shí)溶液呈___________性,V____________10 (填“<”“>”或“=”)c(K+)/c(Na+) ____________1(填“<”“>”或“=”),溶液中電荷守恒等式為____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】據(jù)《天工開物》記載,我國(guó)古代以爐甘石(主要成分是ZnCO3)來冶煉倭鉛(即鋅),其原理如圖2。已知鋅的熔點(diǎn)420、沸點(diǎn)906。則下列說法錯(cuò)誤的是( )

1 2

A泥封的目的是為了防止得到的鋅被氧化

B鋅火是鋅蒸氣和一氧化碳在空氣的燃燒

C.冶煉時(shí)鋅變?yōu)檎魵庠诙凳依淠秊楣腆w

D.升煉倭鉛過程包含分解反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)

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