13.甲醇(CH3OH)有毒.误饮可使眼睛失明.甚至死亡.最新研究证明用氨气(NH3)处 理含有甲醇的工业废水.使其转变成无毒的物质.有关反应的化学方程式为: 5CH3OH + 12O2 + 6NH3 细菌 3B + 5CO2 + 19H2O (1)上述反应中B物质的化学式为 .甲醇中氧元素的质量分数为 (2)若处理含有0.32%甲醇的工业废水500t,理论上需要氨气多少吨? 若将产生的 CO2全部通入到100t质量分数为0.74%的澄清石灰水中.最终生成物是什么?质量是 多少t? 南充高中2011年素质技能邀请赛化学评分标准 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

近来,制备和利用氢气这一清洁能源已有多项成果.(1)德国克莱斯公司成功研制了利用甲醇CH3OH)车载制氢燃料电池工艺,其原理如图1所示,请观察此图回答:
①此碱性燃料电池的正极反应式为
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-

②甲醇与水反应制取氢气的化学方程式
CH3OH+H2O?3H2+CO2
CH3OH+H2O?3H2+CO2

(2)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如图2:
①此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g)
高温
H2(g)+CO2(g),平衡常数随温度的变化如下表.
温度/℃ 400 500 830 1000
平衡常数K 10 9 1 0.6
在830℃,n(CO)、n(H2O)、n(H2)、n(CO2)的物质的量分别是1、5、2、3投入恒容反应器发生上述反应,反应开始时,向
(填正、逆)反应方向进行.
②若400℃时,第Ⅱ步反应生成l mol氢气放出的热量为33.2kJ,第I步反应的热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)△H=-103.3kJ?mol-1 则400℃时,甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=-136.5kJ?mol-1
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=-136.5kJ?mol-1

(3)工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法:
CO2(g)+3H2(g)
 
CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ?mol-1
将6molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图3所示(实线).
①a点正反应速率
大于
大于
(填大于、等于或小于)逆反应速率.
②求平衡时氢气的转化率
75%
75%
和该条件下反应的平衡常数K=
0.5
0.5

③仅改变某一实验条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图3虚线所示,曲线I对应的实验条件改变是
升高温度
升高温度
,曲线II对应的实验条件改变是
增大压强
增大压强

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根据以下事实,回答下列问题
(1)工业接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:
2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-190kJ?mol-1该热化学反应方程式的意义是
在450℃时,2molSO2气体和1molO2气体完全反应生成2molSO3气体时放出的热量为190kJ,
在450℃时,2molSO2气体和1molO2气体完全反应生成2molSO3气体时放出的热量为190kJ,

(2)在25℃、101kPa下,1g甲醇[CH3OH(l)]燃烧生成CO2和液态水时放热.22.68kJ.则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为
CH3OH(l)+
3
2
O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8 kJ?mol-1
CH3OH(l)+
3
2
O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8 kJ?mol-1

(3)已知25℃、l01kPa时下列反应的热化学方程式为:
①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=-870.3kJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol
③H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol,则C(s)与H2(g)、O2(g)反应生成CH3COOH(l)在该条件下的热化学方程式为
2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)△H=-488.3kJ/mol
2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)△H=-488.3kJ/mol

(4)由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ的热量.从手册上查出N≡N键的键能是948.9kJ/mol,H-H键的键能是436.0kJ/mol,则N-H键的键能是
391.6kJ/mol
391.6kJ/mol

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(14分)二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下:

请填空:

(1)在一定条件下,反应室1中发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H>0。

在其它条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将        (填“增大”、“减小”或“不变”)。将1.0molCH4和2.0molH2O通入反应室1(假设容积为100L),10min末有0.1molCO生成,则10min内反应的平均速率V(H2)=         mol·L-1·min-1

(2)在一定条件下,已知反应室2的可逆反应除生成二甲醚外还生成了气态水,其化学方程式为                                                            

(3)在压强为0.1MPa条件下,反应室3(容积为VL)中amolCO与2amolH2在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g) +2H2(g)   CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,则:

① P1       P2  (填“<”、“>”或“=”)。

②在其它条件不变的情况下,反应室3再增加amolCO与2amolH2,达到新平衡时,CO的转化率______(填“增大”、“减小”或“不变”,下同。),平衡常数        

③在P1压强下,100℃时,CH3OH(g)  CO(g) + 2H2(g)反应的平衡常数为    

(用含a、V的代数式表示)。

 

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(14分)二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下:

请填空:

(1)在一定条件下,反应室1中发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H>0。

在其它条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将         (填“增大”、“减小”或“不变”)。将1.0molCH4和2.0molH2O通入反应室1(假设容积为100L),10min末有0.1molCO生成,则10min内反应的平均速率V(H2)=          mol·L-1·min-1

(2)在一定条件下,已知反应室2的可逆反应除生成二甲醚外还生成了气态水,其化学方程式为                                                            

(3)在压强为0.1MPa条件下,反应室3(容积为VL)中amolCO与2amolH2在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g) +2H2(g)   CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,则:

① P1        P2  (填“<”、“>”或“=”)。

②在其它条件不变的情况下,反应室3再增加amolCO与2amolH2,达到新平衡时,CO的转化率______(填“增大”、“减小”或“不变”,下同。),平衡常数        

③在P1压强下,100℃时,CH3OH(g)  CO(g) + 2H2(g)反应的平衡常数为    

(用含a、V的代数式表示)。

 

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(14分)甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上通过下列反应①和②,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。①CH4(g)+H2O (g) CO(g)+3H2(g)   △H1    ②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H2  将0.2mol CH4和0.3mol H2O(g)通入容积为10L的密闭容器中,在一定条件下发生反应①,达到平衡时,CH4的转化率与温度.压强的关系如图所示:

(1)温度不变,缩小体积,增大压强,①的反应速率              (填“增大”.“减小”.“不变”),平衡向            方向移动。

(2)反应①的△H1        0,(填“﹤”“﹦”“﹥”),其平衡常数表达式为K=                ,100℃,压强为p1时平衡常数的值是                

(3)在压强为0.1Mpa条件下,将a mol CO与3a molH2的混合气体在催化剂作用下进行反应②。为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下空格中填入剩余的实验条件数据。

实验编号

T℃

n(CO)/n(H2

p (Mpa)

I

150

1/3

0.1

 

 

5

350

 

5

(4)近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂电极,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过,其工作原理示意图如下:

请回答

①Pt(a)电极的电极反应式为                                            

②如果该电池工作时电路中通过2mol电子则消耗的CH3OH有           mol。

 

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