“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視,而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了全世界的普遍重視。所以“低碳經(jīng)濟(jì)”正成為科學(xué)家研究的主要課題。
(1)寫出CO2與H2反應(yīng)生成CH4和H2O的熱化學(xué)方程式???????????????????? 。
已知:? ① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)??? ΔH=-41kJ·mol-1
② C(s)+2H2(g)CH4(g)??????????? ΔH=-73kJ·mol-1
③ 2CO(g)C(s)+CO2(g)???? ????? ΔH=-171kJ·mol-1
(2)將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為:2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)。已知一定條件下,該反應(yīng)中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的變化曲線如下左圖:
①在其他條件不變時,請在上圖中畫出平衡時CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)隨投料比[n(H2) / n(CO2)]變化的曲線圖。
②某溫度下,將2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)到達(dá)平衡時,改變壓強(qiáng)和溫度,平衡體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化情況如圖所示,關(guān)于溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系判斷正確的是??? ? ??? ?? ;
A. P3>P2,T3>T2???????? B. P1>P3,T1>T3??? C. P2>P4,T4>T2???????? D. P1>P4,T2>T3
③在恒容密閉容器里按體積比為1:3充入二氧化碳和氫 氣,一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個條件后,下列變化能說明平衡一定向逆反應(yīng)方向移動的是 ????? ;
A. 正反應(yīng)速率先增大后減小
B. 逆反應(yīng)速率先增大后減小
C. 化學(xué)平衡常數(shù)K值增大
D. 反應(yīng)物的體積百分含量增大
E. 混合氣體的密度減小
F. 氫氣的轉(zhuǎn)化率減小
(3)最近科學(xué)家再次提出“綠色化學(xué)”構(gòu)想:把空氣吹入碳酸鉀溶液,然后再把CO2從溶液中提取出來,經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状。甲醇可制作燃料電池,寫出以稀硫酸為電解質(zhì)甲醇燃料電池負(fù)極反應(yīng)式__?????????????????????????? ?? 。以此燃料電池作為外接電源按圖所示電解硫酸銅溶液,如果起始時盛有1000mL pH=5的硫酸銅溶液(25℃,CuSO4足量),一段時間后溶液的pH變?yōu)?/span>1,此時可觀察到的現(xiàn)象是????????????????????? ;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),其質(zhì)量約為??? g。
(1)CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)??? ΔH=-162kJ·mol-1 (2分)
(2) ①畫圖(見圖)(2分)
②BD? (2分)????? ③ B?? (2分)
(3)CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+?? (2分)石墨電極表面有氣泡產(chǎn)生,鐵電極上附著一層紅色物質(zhì),溶液顏色變淺(3分,按3個現(xiàn)象給分),氧化銅(或碳酸銅)(1分),4g(或6.2g)(1分)
【解析】
試題分析:(1)已知:① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)? ΔH=-41kJ·mol-1、② C(s)+2H2(g)CH4(g)? ΔH=-73kJ·mol-1、③ 2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=-171kJ·mol-1,則根據(jù)蓋斯定律可知,③-①×2+②即得到CO2與H2反應(yīng)生成CH4和H2O的熱化學(xué)方程式O2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)??? ΔH=-162kJ·mol-1。
(2)①根據(jù)圖像可知CO2的平衡轉(zhuǎn)化率在溫度一定的條件下隨投料比的增大而增大。根據(jù)方程式可知投料比=3時生成物的含量最高,所以雖然CO2的平衡轉(zhuǎn)化率在溫度一定的條件下隨投料比的增大而增大,但二甲醚的體積分?jǐn)?shù)只有在投料比=3時最大,所以圖像可以表示為見答案。
②對于反應(yīng):2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g),增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動,則二甲醚的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越大;升高溫度二氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低,說明正方應(yīng)是放熱反應(yīng),即升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,二甲醚的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越小,所以P1>P2>P3>P4,T1>T2>T3>T4,答案選BD。
③A.正反應(yīng)速率先增大后減小,說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動,A不正確;B. 逆反應(yīng)速率先增大后減小,說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動,B正確;C.化學(xué)平衡常數(shù)K值增大說明平衡向正反應(yīng)方向移動,C不正確;D. 反應(yīng)物的體積百分含量增大說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動,D不正確;E. 密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值,在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的,因此混合氣體的密度始終不變,E不正確;???????? F. 氫氣的轉(zhuǎn)化率減小,但平衡不一定向逆反應(yīng)方向移動,例如通入氫氣,氫氣的轉(zhuǎn)化率也較低,F不正確,答案選B。
(3)原電池中負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),則以稀硫酸為電解質(zhì)甲醇燃料電池中甲醇在負(fù)極通入,負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+;根據(jù)裝置圖可知,石墨是陽極,溶液中的OH-放電放出氧氣。鐵是正極,溶液中的銅離子放電析出銅,所以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是石墨電極表面有氣泡產(chǎn)生,鐵電極上附著一層紅色物質(zhì),溶液顏色變淺;電解產(chǎn)物是氧氣、銅和稀硫酸,所以若要使溶液恢復(fù)到起始濃度(溫度不變,忽略溶液體積的變化),可向溶液中加入氧化銅或碳酸銅。溶液中氫離子的物質(zhì)的量是0.1mol/L×1L=0.1mol,則根據(jù)方程式2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑可知,需要氧化銅的物質(zhì)的量是0.1mol÷2=0.05mol,質(zhì)量是0.05mol×80g/mol=4.0g。而碳酸銅的質(zhì)量則是0.05mol×124/mol=6.2g。
考點(diǎn):考查熱化學(xué)方程式的書寫、外界條件對平衡狀態(tài)的判斷、電化學(xué)原理的應(yīng)用與計(jì)算
年級 | 高中課程 | 年級 | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解
實(shí)驗(yàn)組 | 溫度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達(dá)到平衡所需時間/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
c(CO2) |
c(CO) |
0.025mol/L |
0.1mol/L |
c(CO2) |
c(CO) |
0.025mol/L |
0.1mol/L |
c(CH3OH) |
c(CO2) |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解
實(shí)驗(yàn)組 | 溫度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達(dá)到平衡所需時間/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源:2011-2012學(xué)年度陜西省禮泉一中高三第一學(xué)期期末考試化學(xué)試卷 題型:填空題
(16分)“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視,而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了全世界的普遍重視。所以“低碳經(jīng)濟(jì)”正成為科學(xué)家研究的主要課題
(1)用電弧法合成的儲氫納米碳管常伴有大量的碳納米顆粒(雜質(zhì)),這種顆?捎萌缦卵趸ㄌ峒,請完成該反應(yīng)的化學(xué)方程式:(系數(shù)按順序填在答題卷上)
___ C+ ___ KMnO4+ ____ H2SO4→____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+ ____H2O
(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn)組 | 溫度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達(dá)到平衡所需時間/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源:2011屆吉林省普通中學(xué)高三下學(xué)期期中教學(xué)質(zhì)量檢測理綜化學(xué)部分 題型:填空題
“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視,已知煤、甲烷等可以與水蒸氣反應(yīng)生成以CO和H2為主的合成氣,合成氣有廣泛應(yīng)用。試回答下列問題:
(1)高爐煉鐵是CO氣體的重要用途之一,其基本反應(yīng)為:
FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH >0
已知在1100℃時,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=0.263。
①溫度升高,化學(xué)平衡移動后達(dá)到新的平衡,此時平衡常數(shù)K值__________(填“增大”、“減小”或“不變”);
②1100℃時測得高爐中,c(CO2)=0.025mol·L-1,c(CO)="0.1" mol·L-1,則在這種情況下,該反應(yīng)向_______進(jìn)行(填“左”或“右”),判斷依據(jù)是
。
(2)一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO)。
已知:2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH =–566 kJ·mol―1
2H2O(g) =2H2(g) + O2(g) ΔH =+484 kJ·mol―1
CH3OH(g) + 1/2O2(g)=CO2(g) + 2H2(g) ΔH =–192.9 kJ·mol―1
請寫出CO與H2在一定條件下反應(yīng)生成CH3OH(g)的熱化學(xué)方程式
。
(3)目前工業(yè)上也可用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇,有關(guān)反應(yīng)為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH =-49.0 kJ·mol-1,現(xiàn)向體積為1 L的密閉 容器中,充入1mol CO2和3mol H2,反應(yīng)過程中測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化如圖所示。
①從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=_______ _;
②反應(yīng)達(dá)到平衡后,下列措施能使增大的是______(填符號)。
A.升高溫度 | B.再充入H2 | C.再充入CO2 |
D.將H2O(g)從體系中分離 E.充入He(g) |
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com