【題目】新舊動能轉(zhuǎn)換工程之一是新能源新材料的挖掘和應(yīng)用。乙二醇是重要的化工原料, 煤基合成氣(COH2)間接制乙二醇具有轉(zhuǎn)化率高、回收率高等優(yōu)點(diǎn),是我國一項(xiàng)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的世界首創(chuàng)技術(shù),制備過程如下:

反應(yīng) I: 4NO(g)+4CH3OH(g)+O2(g) 4CH3ONO(g)+2H2O(g) △H1 = a kJ·mol-1

反應(yīng) II: 2CO(g)+2CH3ONO(g) CH3OOCCOOCH3(l) + 2NO(g) △H2= b kJ·mol-1

反應(yīng) III: CH3OOCCOOCH3(1)+4H2(g) HOCH2CH2OH(1)+2CH3OH(g) △H3= c kJ·mol-1

1請寫出煤基合成氣[n(CO): n(H2)= 1:2]與氧氣間接合成乙二醇的總熱化學(xué)方程式________,已知該反應(yīng)在較低溫條件下能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的△H ____0(“>”“<”“=”)。

2一定溫度下,在 2 L 的密閉容器中投入物質(zhì)的量均為 0.4molCO CH3ONO發(fā)生反應(yīng) II,10min 達(dá)到平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)與NO的體積分?jǐn)?shù)相等。

下列選項(xiàng)能判斷反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________。

a. CO 的質(zhì)量不再變化 b. 混合氣體的密度不再變化

c.單位時(shí)間內(nèi)生成 CO NO 的物質(zhì)的量相等 d. CO CH3ONO 的濃度比不再變化

②10min 內(nèi)該反應(yīng)的速率 ν(NO)=____________;該溫度下化學(xué)平衡常數(shù) K=_________。若此時(shí)向容器中再通入0.4 mol NO,一段時(shí)間后,達(dá)到新平衡時(shí) NO的體積分?jǐn)?shù)與原平衡時(shí)相比______(增大”“相等”“減小不能確定”)。

若該反應(yīng)△H0,在恒容的密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,改變某一條件,下列示意圖正確的是____________(填字母)。

【答案】 4H2(g)+2CO(g)+1/2O2(g) HOCH2CH2OH(l)+2H2O(g) △H3=(1/2a+b+c)kJ·mol-1 < a bc 0.01mol··L-1·min-1 100 增大 b

【解析】(1)已知反應(yīng) I: 4NO(g)+4CH3OH(g)+O2(g) 4CH3ONO(g)+2H2O(g) △H1 = a kJ·mol-1

反應(yīng) II: 2CO(g)+2CH3ONO(g) CH3OOCCOOCH3(l) + 2NO(g) △H2= b kJ·mol-1

反應(yīng) III: CH3OOCCOOCH3(1)+4H2(g) HOCH2CH2OH(1)+2CH3OH(g) △H3= c kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律,由I+ II+ III得反應(yīng)4H2(g)+2CO(g)+ O2(g) HOCH2CH2OH(l)+2H2O(g) H=(a+b+c)kJ·mol-1;該反應(yīng)為熵減的反應(yīng)S<0,已知該反應(yīng)在較低溫條件下能自發(fā)進(jìn)行,要使G=H-TS<0,必須H<0;(2)①a. CO 的質(zhì)量不再變化,說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),故選; b. 該反應(yīng)在恒容條件下進(jìn)行且參與物質(zhì)不完全為氣體,氣體的密度為變量,當(dāng)混合氣體的密度不再變化,說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),故選;c.單位時(shí)間內(nèi)生成 CO NO 的物質(zhì)的量相等,說明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),故選;d. CO CH3ONO 的投料相等且在反應(yīng)中計(jì)量數(shù)相等,故兩者的濃度比始終不變,不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù),故不選。答案選a bc;

設(shè)平衡轉(zhuǎn)化率為x,則 2CO(g)+2CH3ONO(g) CH3OOCCOOCH3(l) + 2NO(g)

開始時(shí)的濃度(mol/L) 0.2 .02 0 0

改變的濃度(mol/L) 0.2x 0.2x 0.1x 0.2x

平衡時(shí)的濃度(mol/L)0.2-0.2x 0.2-0.2x 0.1x 0.2x

10min 達(dá)到平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)與NO的體積分?jǐn)?shù)相等,則0.2-0.2x=0.2x,解得x=0.5;10min 內(nèi)該反應(yīng)的速率 ν(NO)= 0.01mol··L-1·min-1;該溫度下化學(xué)平衡常數(shù) K=;若此時(shí)向容器中再通入0.4 mol NO,恒容條件下相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡向氣體體積縮小的正方向移動,NO的體積分?jǐn)?shù)增大;故新平衡時(shí) NO的體積分?jǐn)?shù)與原平衡時(shí)相比增大;a.該反應(yīng)為氣體計(jì)量數(shù)減小的放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,生成物濃度減小,反應(yīng)物濃度增大,平衡常數(shù)減小,選項(xiàng)a錯(cuò)誤;b平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與濃度無關(guān),故NO的濃度變化,K值保持不變,選項(xiàng)b正確;c.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動,NO的體積分?jǐn)?shù)減小,選項(xiàng)c錯(cuò)誤;d.該反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡正向移動,CO的轉(zhuǎn)化率增大,選項(xiàng)d錯(cuò)誤;答案選b。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖是某反應(yīng)的微觀示意圖,下列有關(guān)說法不正確的是

A. 生成的物質(zhì)都是氧化物

B. 反應(yīng)前后原子的種類不變

C. 該反應(yīng)的基本類型屬于置換反應(yīng)

D. 反應(yīng)方程式為2H2S+3O2 2SO2+2H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】【化學(xué)一選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

磷及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用非常廣泛。

(1)磷元素位于周期表的_______區(qū),基態(tài)磷原子價(jià)層電子排布圖________,最高能層符號________。

(2)磷的三種同素異形體的結(jié)構(gòu)如下圖所示。

三種同素異形體中能導(dǎo)電的是_______(填名稱)。

②白磷易溶于CS2,其原因是___________。

(3)磷酸與Fe3+可形成H3[Fe(PO4)2],F(xiàn)e、P、O電負(fù)性由大到小的順序是________。與PO43-空間構(gòu)型相同的分子和陰離子分別是________(各舉1例)。

(4)噻替哌的結(jié)構(gòu)簡式如右圖所示,其中氮原子的雜化軌道類型為_______,1mol噻替哌中含有的σ鍵數(shù)目為______。

(5)磷化銦(InP)是一種半導(dǎo)體材料,可用于光纖通信技術(shù),其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

①結(jié)構(gòu)化學(xué)上常用原子坐標(biāo)參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置,晶胞中P原子的坐標(biāo)參數(shù)分別有:P(0,0,0),P(,0, );P(0, , )等,則距離上述三個(gè)P原子最近且等離的In原子的坐標(biāo)參數(shù)為_____。

②已知晶胞參數(shù)a=0.587m,則InP晶體的密度為______g/cm3。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是

A. 燃?xì)庠?/span> B. 硅太陽能電池 C. 鋰電池 D. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】電爐加熱時(shí)用純O2氧化管內(nèi)樣品,根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量確定有機(jī)物的組成。下列裝置是用燃燒法確定有機(jī)物分子式常用的裝置。

(1)產(chǎn)生的O2按從左到右的流向,所選裝置各導(dǎo)管的正確連接順序是_________。

(2)C裝置中濃硫酸的作用是__________

(3)D裝置中MnO2的作用是___________。

(4)燃燒管中CuO的作用是_________

(5)若實(shí)驗(yàn)中所取樣品只含C、H、O三種元素中的兩種或三種,準(zhǔn)確稱取0.92 g樣品,經(jīng)充分反應(yīng)后,A管質(zhì)量增加1.76 g,B管質(zhì)量增加1.08 g,則該樣品的實(shí)驗(yàn)式為________

(6)要確定該物質(zhì)的分子式,還要知道該物質(zhì)的______,經(jīng)測定其蒸氣密度為2.054 g/L(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則其分子式為____________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法中正確的是

A. 0.2 mol/L CaCl2溶液中含有氯離子的數(shù)目為0.4NA

B. 18 g D2O中所含電子數(shù)為10NA

C. 2.24 L N2O2的混合氣體中分子數(shù)為0.2NA

D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,33.6 L SO3中含有氧原子的數(shù)目大于4.5NA

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】植物細(xì)胞和動物細(xì)胞中儲存能量的主要物質(zhì)依次是( )

A. 纖維素和糖原 B. 麥芽糖和乳糖 C. 葡萄糖和纖維素 D. 淀粉和糖原

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】寫出下列有機(jī)物的系統(tǒng)命名或結(jié)構(gòu)簡式:

1 _________________

2CH3CH(CH3)C(CH3)2CH2CH3 ____________________________

32,2-二甲基-3-乙基己烷 _________________

42-甲基-2-丁烯_________________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列各組中屬于同位素的是

A.40K40CaB.35Cl237Cl2C.DTD.金剛石與石墨

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案