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精英家教网甲醇是一种可再生燃料.在容积为2L的密闭容器中进行反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),其他条件不变,在300℃和500℃时,物质的量n(CH3OH)-反应时间t的变化曲线如图所示.
(1)该反应的△H
 
0 (填>、<或=)
(2)300℃时,0-t1min内 CH3OH的平均生成速率为
 

(3)若要提高甲醇的产率,可采取的措施有
 
.(填字母)
A.缩小容器体积B.降低温度
C.升高温度             D.使用合适的催化剂
E.甲醇从混合体系中分离出来
(4)300℃时,CO、H2的起始物质的量分别为2mol和3mol,若图中n1数据为0.5mol,试计算300℃下,该反应的平衡常数(写出计算过程,保留两位有效数字)
(5)工业上也可以用CO2和H2反应制得甲醇.在2×105Pa、300℃的条件下,若有440g CO2与H2恰好完全反应生成甲醇和水,放出495kJ的热量,试写出该反应的热化学方程式
 
.
分析:(1)根据图象中温度对平衡的影响,判断△H;
(2)根据300℃时,0-t1min内甲醇的变化量求算其反应速率;
(3)若要提高甲醇的产率,则需平衡正移,根据影响平衡的因素分析;
(4)根据图象中甲醇的量,利用三线式求出平衡时各物质的浓度,再根据平衡常数的表达式求出;
(5)根据二氧化碳的质量和放出的热量;求出1mol二氧化碳反应时放出的热量,再根据热化学方程式的书写方法书写.
解答:解:(1)根据图象可知,温度越高,甲醇的物质的量越小,说明升高温度平衡逆移,所以正方向为放热反应,即△H<0,故答案为:<;
(2)由图象可知,300℃时0-t1min内甲醇的物质的量增大了n1mol,则v(CH3OH)=
n1mol
2L
t1
=
n1
2t1
mol?L-1 min-1,故答案为:
n1
2t1
mol?L-1 min-1;
(3)若要提高甲醇的产率,则需平衡正移;
A.缩小容器体积,压强增大,则平衡正移,故A正确;
B.该反应正方向为放热反应,降低温度,平衡正移,故B正确;
C.升高温度,平衡逆移,故C错误;
 D.使用合适的催化剂,正逆反应速率同等程度的改变,平衡不移动,故D错误;
E.甲醇从混合体系中分离出来,平衡正移,故E正确;
故答案为:ABE;
(4)已知300℃时,CO、H2的起始物质的量分别为2mol和3mol,若图中n1数据为0.5mol,则起始时物质的量浓度c(CO)=1.0mol?L-1,c(H2)=1.5mol?L-1,
平衡时c(CH3OH)=0.25mol?L-1,则
                      CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
起始的浓度(mol?L-1):1.0         1.5           0
反应的浓度(mol?L-1):0.25        0.5           0.25
平衡的浓度(mol?L-1):0.75        1.0           0.25
则K=
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)
=
0.25
0.75×12
≈0.33
答:该反应的平衡常数0.33;
(5)440g CO2的物质的量是
440g
44g/mol
=10mol,10mol二氧化碳参加反应放出495kJ的热量,则1mol二氧化碳参加反应放出的能量是49.5kJ,所以该反应热化学反应方程式为:CO2(g)+3H2(g)=H2O(g)+CH3OH(g)△H=-49.5kJ/mol,
故答案为:CO2(g)+3H2(g)=H2O(g)+CH3OH(g)△H=-49.5kJ/mol.
点评:本题考查了反应速率的计算,影响平衡的因素,平衡常数的计算,热化学反应方程式的书写,涉及的知识点较多,综合性较强,难度中等.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2012?潮州二模)为减少和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究.甲醇是一种可再生燃料,它的沸点为64.7℃.有科学家提出绿色构想:把含有CO2的空气或工业尾气通入碳酸钾溶液中,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后得到甲醇,其构想流程如下:(相对原子质量:C-12  O-16   Ca-40   Ba-137)

试回答下列问题:
(1)写出分解池中发生反应的化学方程式
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+CO2↑+H2O
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+CO2↑+H2O
.
(2)在2×105Pa、300℃合成塔中,若有CO2与H2反应生成32g甲醇和水,放出49.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式:
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH (g)+H2O(g)△H=-49.5kJ?mol-1
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH (g)+H2O(g)△H=-49.5kJ?mol-1
_
删去此空
删去此空
.
(3)在合成塔中发生的是放热反应,高温不利于甲醇的生成,合成塔中维持300℃的较高温度的原因可能是
该温度下催化剂的活性最高(较低温时反应速率过慢,生产效率低)
该温度下催化剂的活性最高(较低温时反应速率过慢,生产效率低)
;若要提高甲醇的产率,可采取的措施有(写2条):
降温
降温
、
加压或将水和甲醇从混合体系中分离出来
加压或将水和甲醇从混合体系中分离出来
.
(4)甲醇的一个重要作用是制燃料电池,常用KOH作电解质溶液,负极的电极反应式为:
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O或:2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O或:2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O
.
(5)常温常压下,饱和CO2水溶液的pH=5.6,c (H2CO3)=1.5×10-5mol?L-1,若忽略水的电离和H2CO3的二级电离,则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K=
4.2×10-7 mol?L-1
4.2×10-7 mol?L-1
(计算结果保留2位有效数字,己知10-5.6=2.5×10-6).
(6)某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积常数分别为4.96×10-9、2.58×10-9,该同学应该选用较合适的试剂是
AD
AD
(填字母).
A.Ba(OH)2溶液                 B.Ca(OH)2溶液
C.BaCl2和NaOH混合溶液       D.CaCl2溶液.

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科目:高中化学 来源:2012-2013学年四川省广元市高三第二次诊断性考试理综化学试卷(解析版) 题型:填空题

I.甲醇是一种可再生燃料,它的沸点为64.7oC。有科学家提出:把含有过量CO2的空气吹入碳酸钾溶液中,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后得到甲醇,其构想流程如下:

试回答下列问题:

(1)写出吸收池中主要反应的化学方程式            。

(2)在2×105pa、300℃合成塔中,若有440gCO2与H2恰好完全反应生成甲醇和水,放出495kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式           。   

(3)甲醇的一个重要作用是可以制燃料电池,常用KOH作电解质溶液,负极的电极反应式为:

                                   。

Ⅱ.二氧化氯(C1O2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。

(1)工业上制备C1O2的反应原理常采用:2NaC1O3+4HC1=2C1O2↑+C12↑+2H2O+2NaC1。若反应中产生0.1mo1C1O2,则转移电子的物质的量为________mol。

(2)目前已开发出用电解法制取C1O2的新工艺。

①下图示意用石墨做电极,在一定条件下 电解饱和食盐水制取C1O2。写出阳极产生C1O2的电极反应式:____。

②电解一段时间.当阴极产生的气体体积为112mL(标准状况)时,停止电解。

通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为        mol;用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因                 。

(3)C1O2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN-,现用C1O2将CN-氧化,产物中有两种为气体,其离子反应方程式为            。

 

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科目:高中化学 来源:潮州二模 题型:填空题

为减少和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究.甲醇是一种可再生燃料,它的沸点为64.7℃.有科学家提出绿色构想:把含有CO2的空气或工业尾气通入碳酸钾溶液中,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后得到甲醇,其构想流程如下:(相对原子质量:C-12  O-16   Ca-40   Ba-137)

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试回答下列问题:
(1)写出分解池中发生反应的化学方程式______.
(2)在2×105Pa、300℃合成塔中,若有CO2与H2反应生成32g甲醇和水,放出49.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式:_____________.
(3)在合成塔中发生的是放热反应,高温不利于甲醇的生成,合成塔中维持300℃的较高温度的原因可能是______;若要提高甲醇的产率,可采取的措施有(写2条):______、______.
(4)甲醇的一个重要作用是制燃料电池,常用KOH作电解质溶液,负极的电极反应式为:______.
(5)常温常压下,饱和CO2水溶液的pH=5.6,c (H2CO3)=1.5×10-5mol?L-1,若忽略水的电离和H2CO3的二级电离,则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K=______(计算结果保留2位有效数字,己知10-5.6=2.5×10-6).
(6)某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积常数分别为4.96×10-9、2.58×10-9,该同学应该选用较合适的试剂是______(填字母).
A.Ba(OH)2溶液                 B.Ca(OH)2溶液
C.BaCl2和NaOH混合溶液       D.CaCl2溶液.

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科目:高中化学 来源:广东省模拟题 题型:填空题

为减少和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。甲醇是一种可再生燃料,它的沸点为64.7℃。有科学家提出绿色构想:把含有CO2的空气或工业尾气通入碳酸钾溶液中,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后得到甲醇,其构想流程如下:(相对原子质量:C-12  O-16   Ca-40   Ba-137)
试回答下列问题:
(1)写出分解池中发生反应的化学方程式_________________________。 
(2)在2×105Pa、300℃合成塔中,若有CO2与H2反应生成32g甲醇和水,放出49.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式: ______________________。 
(3)在合成塔中发生的是放热反应,高温不利于甲醇的生成,合成塔中维持300℃的较高温度的原因可能是_______________;若要提高甲醇的产率,可采取的措施有(写2条):________________ 、______________。
(4)甲醇的一个重要作用是制燃料电池,常用KOH作电解质溶液,负极的电极反应式为:_____________________。
(5)常温常压下,饱和CO2水溶液的的pH=5.6,c (H2CO3)= 1.5×10–5mol/L,若忽略水的电离和H2CO3的二级电离,则H2CO3HCO3–+ H+的平衡常数K= _________  (计算结果保留2位有效数字,己知10–5.6=2.5×10–6)。 
(6)某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积常数分别为4.96×10–9、2.58×10–9,该同学应该选用较合适的试剂是_________(填字母)。
A.Ba(OH)2溶液                 
B.Ca(OH)2溶液 
C.BaCl2和NaOH混合溶液       
D.CaCl2溶液 

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