【題目】甲醇是重要的化工原料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2H2)在催化劑的作用下合成甲醇,可能發(fā)生的反應(yīng)如下:

I.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H1=-41.0kJ/mol

II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.0kJ/mol

III.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3

回答下列問(wèn)題:

(1)△H3=______,在以上制備甲醇的兩個(gè)反應(yīng)中,反應(yīng)II優(yōu)于反應(yīng)III,其原因?yàn)?/span>______。

(2)一定化例的合成氣在裝有催化劑的反應(yīng)器中反應(yīng)12小時(shí),體系中甲醇的產(chǎn)率和催化劑的催化活性與溫度的關(guān)系如圖1所示。

當(dāng)溫度為470K時(shí),圖中P點(diǎn)_____(不是”)處于平衡狀態(tài)。490K之后,甲醇產(chǎn)率下降的原因是____________。

(3)2為一定比例的CO2、H2,CO、H2,CO、CO2、.H2條件下甲醇生成速率與溫度的關(guān)系。

①490K時(shí),根據(jù)曲線a、c判斷合成甲醇的反應(yīng)機(jī)理是______(“A"“B").

A. B.

②490K時(shí),曲線a與曲線b相比,CO的存在使甲醇生成速率增大,結(jié)合反應(yīng)I、III分析原因______________________。

(4)研究證實(shí),CO2也可在酸性水溶液中通過(guò)電解生成甲醇,則生成甲醇的電極反應(yīng)式為_____。

【答案】 - 49.0 kJ·mol-1 反應(yīng)符合原子經(jīng)濟(jì)性的原則即原子利用率為100%(綠色化學(xué) 不是 反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ均為放熱反應(yīng)升高溫度,平衡逆向移動(dòng)且催化劑活性降低 B CO促進(jìn)反應(yīng)正向移動(dòng),二氧化碳和氫氣的量增加,水蒸氣的量減少,有利于反應(yīng)III正向進(jìn)行 CO2+6H++6e==CH3OH+H2O

【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律:反應(yīng)Ⅱ-反應(yīng)Ⅰ=反應(yīng),故△H3=△H2-△H1=-90.0kJ/mol-(-41.0kJ/mol

)= - 49.0 kJ·mol-1 ,由于反應(yīng)生成物只有甲醇,原子利用率為100%,符合原子經(jīng)濟(jì)性的原則(綠色化學(xué)),故反應(yīng)II優(yōu)于反應(yīng)III,因此,本題答案為:- 49.0 kJ·mol-1 ;反應(yīng)符合原子經(jīng)濟(jì)性的原則即原子利用率為100%(綠色化學(xué))。

溫度為470K時(shí),圖中P點(diǎn)甲醇產(chǎn)率沒(méi)有達(dá)到最大,不是處于平衡狀態(tài)。反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ均為放熱反應(yīng),490K之后,升高溫度平衡逆向移動(dòng),且催化劑活性降低,使甲醇產(chǎn)率下降,故本題答案為:不是; 反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ均為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),且催化劑活性降低。

(3))圖2為一定比例的CO2、H2,CO、H2,CO、CO2、.H2條件下甲醇生成速率與溫度的關(guān)系。①490K時(shí),從甲醇的生成速率來(lái)看,a曲線大于c曲線,即甲醇來(lái)源于CO2H2

490K時(shí),根據(jù)曲線a、c判斷合成甲醇的反應(yīng)機(jī)理是 B;②490K時(shí),曲線a與曲線b相比,CO的存在使甲醇生成速率增大,從化學(xué)熱力學(xué),結(jié)合反應(yīng)I、III分析,對(duì)I.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),CO是反應(yīng)物,CO促進(jìn)反應(yīng)I正向移動(dòng),CO2H2

的量增加,水蒸氣的量減少,反應(yīng)III.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 正向進(jìn)行,故

CO的存在使甲醇生成速率增大。

(4)CO2在酸性水溶液中通過(guò)電解生成甲醇,CO2中碳元素化合價(jià)降低,被還原,發(fā)生還原反應(yīng),則生成甲醇的電極反應(yīng)式為:CO2+6H++6e==CH3OH+H2O。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】從學(xué)生實(shí)驗(yàn)中老師發(fā)現(xiàn),同學(xué)們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),出現(xiàn)許多不正確的操作方式,希望同學(xué)們?cè)诮窈蟮膶?shí)驗(yàn)中,應(yīng)該克服不規(guī)范的操作。如圖所示實(shí)驗(yàn)操作中正確的是

A. B. C. D.

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【題目】疊氮化鈉(NaN3)固體易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚,是汽車安全氣囊中的主要成分,能在發(fā)生碰撞的瞬間分解產(chǎn)生大量氣體將氣囊鼓起。工業(yè)級(jí)NaN3 的制備分兩步進(jìn)行,反應(yīng)方程式如下

ⅰ.2Na+2NH32NaNH2+H2

ⅱ.NaNH2+N2ONaN3+H2O

實(shí)驗(yàn)室利用如下裝 置模擬工業(yè)級(jí)NaN3的制備。

回答下列問(wèn)題

實(shí)驗(yàn)Ⅰ:制備

(1)裝置C中盛放的藥品為____________________,裝置D中進(jìn)行油浴而不用水浴的主要原因是_______________________

(2)N2O可由NH4NO3240~245℃ 分解制得(硝酸銨的熔點(diǎn)為169.6℃),則可選擇的氣體發(fā)生裝置是__________________(圖中加熱裝置已略去),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________在制備NaN3的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,當(dāng)觀察到_______________時(shí)開(kāi)始通入N2O。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ:分離提純

反應(yīng)完全結(jié)束后,取出裝置D中的混合物進(jìn)行以下操作,得到NaN3固體

已知:NaNH2能與水反應(yīng)生成NaOH 和氨氣

(3)操作采用乙醚洗滌的原因是________________________。

實(shí)驗(yàn)Ⅲ:定量測(cè)定

實(shí)驗(yàn)室用滴定法測(cè)定疊氮化鈉樣品中NaN3的質(zhì)量分?jǐn)?shù):①2.500 g試樣配成500.00 mL溶液。50.00 mL溶液置于錐形瓶中,加入50.00 mL 0.1010 mol·L-1(NH4)2Ce(NO3)6 溶液。③充分反應(yīng)后,將溶液稍稀釋,向溶液中加入8 mL濃硫酸,滴入3滴鄰菲噦啉指示液,用0.0500 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的Ce4+消耗溶液體積為29.00mL。測(cè)定過(guò)程的反應(yīng)方程式為:2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3=4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2

Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+。

(4)配制疊氮化鈉溶液時(shí),除需用到燒杯、玻璃棒、量筒外,還用到的玻璃儀器有_____________

(5)試樣中NaN3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______________。

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【題目】現(xiàn)在污水治理越來(lái)越引起人們的重視,通過(guò)膜電池可以除去廢水中的乙酸鈉和對(duì)氯苯酚(),其原理如圖所示,下列說(shuō)法正確的是

A. 甲極為電池的正極,發(fā)生氧化反應(yīng) B. 電流從乙極經(jīng)導(dǎo)線、小燈泡流向甲極

C. 甲極的電極反應(yīng)式為: D. 當(dāng)外電路中有0.2mole-轉(zhuǎn)移時(shí),甲板區(qū)增加H+0.2mol

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【題目】一定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),設(shè)起始=Z,在恒壓下,平衡時(shí) (CH4)的體積分?jǐn)?shù)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A.該反應(yīng)的焓變△H>0

B.圖中Z的大小為a>3>b

C.圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡混合物中=3

D.溫度不變時(shí),圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡在加壓后 (CH4)減小

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】根據(jù)下列三個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式,判斷有關(guān)物質(zhì)的還原性的強(qiáng)弱順序?yàn)椋?)

①I2+ SO2+ 2H2O =H2SO4+ 2HI ②2FeCl2+ Cl2= 2FeCl3

③2FeCl3+ 2HI =2FeCl2+ I2+ 2HCl

A. I-Fe2+Cl-SO2 B. Cl-Fe2+SO2I-

C. Fe2+I-Cl-SO2 D. SO2I-Fe2+Cl-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】X是某種藥物合成的中間體,合成X的部分流程如下:

已知:乙酸酐的結(jié)構(gòu)筒式為;同一碳原子上不能連有兩個(gè)雙鍵。

(1)C物質(zhì)中含氧官能團(tuán)的名稱是______、_______。

(2)上述①、④變化過(guò)程的反應(yīng)類型分別是______、_______

(3)反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式為___________。

(4)滿足下列條件的C的同分異構(gòu)體有_________。

I.苯環(huán)上有兩個(gè)取代基,其中一個(gè)取代基為氟原子

II.分子中含有酯基

寫(xiě)出其中只有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______、______

(5)根據(jù)已有知設(shè)并結(jié)合相關(guān)信息,寫(xiě)出以和乙酸酐為原料制備的合成路線流程圖(無(wú)機(jī)試劑任選)。合成路線流程圖示例如下:

___________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】化學(xué)興趣小組對(duì)某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進(jìn)行以下探究:

查得資料:①該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成;

②牙膏中其它成分遇到鹽酸時(shí)無(wú)氣體生成。

Ⅰ.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗(yàn):取適量牙膏樣品,加水成分?jǐn)嚢、過(guò)濾。

(1)往濾渣中加入過(guò)量NaOH溶液,過(guò)濾。往(1)所得濾液中先通入過(guò)量二氧化碳,再加入過(guò)量稀鹽酸。觀察到的現(xiàn)象是____________________

Ⅱ.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測(cè)定

利用下圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),充分反應(yīng)后,測(cè)定C中生成的BaCO3沉淀質(zhì)量,以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

依據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程回答下列問(wèn)題:

(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝。其作用除了可攪?/span>B、C中的反應(yīng)物外,還有_______。

(3)下列各項(xiàng)措施中,不能提高測(cè)定準(zhǔn)確度的是_____________(填標(biāo)號(hào))。

a.在加入鹽酸之前,應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO2氣體

b.滴加鹽酸不宜過(guò)快

c.A~B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置

d.B~C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置

(4)實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取8.00g樣品三份,進(jìn)行三次測(cè)定,測(cè)得BaCO3平均質(zhì)量為3.94g。則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____________________________。

(5)有人認(rèn)為不必測(cè)定C中生成的BaCO3質(zhì)量,只要測(cè)定裝置C在吸收CO2前后的質(zhì)量差,一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)證明按此方法測(cè)定的結(jié)果明顯偏高,原因是__________。

(6)將等體積的AlCl3NaOH溶液混合,充分反應(yīng)后,測(cè)得混合溶液中含有鋁元素質(zhì)量是沉淀中含有鋁元素質(zhì)量的2倍,則c(AlCl3)c(NaOH)的比值是____________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】將某化肥溶于水,測(cè)得溶液的pH大于7,該化肥是( )

A.KNO3B.NH4NO3C.(NH4)2SO4D.K2CO3

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同步練習(xí)冊(cè)答案