【題目】甲醇是重要的工業(yè)原料.煤化工可以利用煤炭制取水煤氣從而合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g).已知常溫常壓下反應(yīng)的能量變化如圖1所示:

化學(xué)鍵

H﹣H

H﹣O

O=O

鍵能kj/mol

436

x

496

③CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H=﹣280kJ/mol
H2(g)+ O2(g)=H2O(I)△H=﹣284kJ/mol
H2O(I)=H2O(g)△H=+44kJ/mol
請回答下列問題:
(1)甲醇氣體分解為CO和H2兩種氣體這一反應(yīng)的活化能為kj/mol;
(2)請寫出表示氣態(tài)甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式;
(3)H﹣O的鍵能x值為;
(4)如圖2:在一容積可變的密閉容器中充入10molCO氣體和30molH2氣體,當達到平衡狀態(tài)A時,容器的體積為20L.如反應(yīng)開始時仍充入10molCO和30molH2 , 則在平衡狀態(tài)B時容器的體積V(B)=L;
(5)在甲、乙、丙三個不同密閉容器中按不同方式投料,一定條件下發(fā)生該反應(yīng)(起始溫度和起始體積相同,反應(yīng)物和生成物反應(yīng)前后均為氣態(tài)).相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示:

容器

相關(guān)條件

恒溫恒容

絕熱恒容

恒溫恒壓

反應(yīng)物投料

1molCO、2molH2

1molCH3OH

1molCH3OH

平衡時容器體積

V(甲)

V(乙)

V(丙)

反應(yīng)的平衡常數(shù)K

K(甲)

K(乙)

K(丙)

平衡時CH3OH的濃度/molL﹣1

C(甲)

C(乙)

C(丙)

平衡時CH3OH的反應(yīng)速率/molL﹣1min﹣1

v(甲)

v(乙)

v(丙)

則下列說法正確的是   
A.V(甲)>V(丙)
B.K(乙)>K(丙)
C.c(乙)>c(甲)
D.v(甲)=v(丙)

【答案】
(1)510
(2)CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣757kJ?mol﹣1
(3)462
(4)7
(5)B,C
【解析】解:(1)由圖形可知甲醇的活化能為(419+91)kJ/mol=510kJ/mol,
故答案為:510;
(2)燃燒熱的熱化學(xué)方程式中,可燃物為1mol,反應(yīng)生成穩(wěn)定的氧化物.

由圖1可得熱化學(xué)方程式:①CO(g)+2H2(l)=CH3OH(g)△H=﹣91kJ/mol,

又已知:②CO(g)+ O2(g)═CO2(g)△H=﹣280kJ/mol

③H2(g)+ O2(g)═H2O(l)△H=﹣284 kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律,③×2+②﹣①可得:CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣757kJmol﹣1

故答案為:CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣757kJmol﹣1;
(3)已知:H2(g)+ O2(g)═H2O(l)△H=﹣284 kJ/mol,

H2O(l)═H2O(g)△H=+44kJ/mol

二者相加可得:H2(g)+ O2(g)═H2O(g)△H=﹣240 kJ/mol,

反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能﹣生成物總鍵能,則436kJ/mol+ ×496kJ/mol﹣2×x kJ/mol=﹣240kJ/mol,解得x=462,

故答案為:462;
(4)A、B兩容器溫度相同,即化學(xué)平衡常數(shù)相等,A點時轉(zhuǎn)化率為50%,則K= =1,且B點時CO的轉(zhuǎn)化率為0.8,則

CO(g)+

2H2(g)

CH3OH(g)

起始(mol)

10

30

0

轉(zhuǎn)化(mol)

8

16

8

平衡(mol)

2

14

8

設(shè)體積為VL,則有K= =1,V=7L,

故答案為:7;
(5)A.丙為甲醇的分解是氣體體積增大的反應(yīng),所以丙恒溫恒壓,體積變大,甲恒溫恒容,體積不變,所以,V<V,A不符合題意;

B.合成甲醇是放熱反應(yīng),其逆反應(yīng)甲醇分解就是吸熱的,乙絕熱容器,丙恒溫,所以乙反應(yīng)后比丙溫度低,向吸熱方向進行的程度小,平衡時乙中甲醇濃度比丙高,CO和氫氣濃度比丙低,K>K,B符合題意;

C.條件相同時,甲與乙是等效平衡.甲與乙容器體積相同,乙分解甲醇吸熱導(dǎo)致乙比甲溫度低,平衡向合成甲醇方向移動,平衡時甲醇濃度乙大于甲,即c>c,C符合題意;

D.甲與丙起始溫度和起始體積相同,恒溫條件下反應(yīng),丙在恒壓條件下分解甲醇生成氫氣和CO,平衡時體積比反應(yīng)前大,即平衡時丙體積大于甲,則壓強甲大于丙,所以υ>υ,D不符合題意.

故答案為:BC.
(1)掌握研究化學(xué)反應(yīng)原理的簡化的理論模型;(2)燃燒熱與蓋斯定律的綜合應(yīng)用;(3)利用鍵能求焓變;(4)三行式的應(yīng)用;(5)注意不同容器及不同方式投料對可逆反應(yīng)的影響,但化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列反應(yīng)中符合H+ + OH-=H2O離子反應(yīng)的是(

A.稀硫酸與稀氨水B.稀硫酸與氫氧化鋇溶液

C.稀硝酸與氫氧化鋇溶液D.鹽酸與氫氧化鐵反應(yīng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)摩爾的應(yīng)用正確的是

A.1mol綠豆B.lmol面粉C.1molHD.lmol細沙

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硼化釩(VB2)—空氣電池是目前儲電能力最高的電池,電池示意圖如右圖,該電池工作時反應(yīng)為4VB2+ 11O2=4B2O3+2V2O5。下列說法正確的是

A. VB2極為負極,發(fā)生還原反應(yīng) B. 圖中選擇性透過膜只能讓陽離子選擇性透過

C. 電子由VB2極經(jīng)導(dǎo)線、負載流向電極a D. 電極a上發(fā)生反應(yīng)為O2+2H2O-4e-=4OH-

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下面是某工廠利用電鍍污泥(主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分難溶雜質(zhì))回收銅和鉻的流程:

請回答下列問題:

已知部分物質(zhì)沉淀的pHCaSO4的溶解度曲線如下:

(1)在浸出過程中除生成Cr2(SO4)3外,主要還生成__________________。

(2)流程中“第一次調(diào)節(jié)“pH”是為了除去Fe3+,所加試劑X可以是_______(任寫一種)。當離子濃度小于或等于1×10-5時可認為沉淀完全,若要使Fe3+完全沉淀,則應(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH≥__________已知(Ksp[Fe(OH)3]=8×10-38,1g2=0.3)

(3)寫出還原步驟中生成Cu2O沉淀反應(yīng)的離子方程式______________________________。此步驟中若NaHSO3過量。除了浪費試劑外,還可能出現(xiàn)的問題是________________________

(4)流程中“第二次調(diào)節(jié)pH”應(yīng)小于9,因為Cr(OH)3是兩性氫氧化物,試寫出Cr(OH)3NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式___________________________。

(5)Cr(OH)3受熱分解為Cr2O3,再用鋁熱法可以得到金屬Cr。寫出其中用鋁熱法冶煉得到金屬Cr的化學(xué)方程式________________________________。

(6)化學(xué)需氧量(COD)可量度水體受有機物污染的程度,以K2Cr2O7作強氧化劑處理水樣時所消耗的K2Cr2O7的量換算成相當于O2的含量(以mg·L-1計)來計量。

①處理時,水樣應(yīng)先酸化,最好選用__________(選填“稀硝酸”、“稀硫酸”或“稀鹽酸”)酸化。

②在該條件下,Cr2O72-最終轉(zhuǎn)化為Cr3+、取水樣100mL,處理該水樣時消耗了10mL0.025 mol·L-1 K2Cr2O7溶液。則該水樣的COD__________ mg·L-1。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】高溫下,某反應(yīng)達平衡,化學(xué)平衡常數(shù)表達式為: ,恒容時,溫度升高H2濃度減。铝姓f法正確的是(  )
A.該反應(yīng)化學(xué)方程式為:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
B.恒溫恒容下,反應(yīng)達平衡時,再通入一定量的CO2氣體,CO的體積分數(shù)一定增大
C.升高溫度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小
D.該反應(yīng)的焓變?yōu)檎?/span>

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),下列敘述中正確的是( )

A. 已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.4 kJ·mol1,當在一定溫度壓強下向一密閉容器中充入0.5molN2、1.5molH2使其充分反應(yīng),其反應(yīng)放出的熱量為46.2 kJ

B. 常溫常壓下,7.1gCl2與足量鐵充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA

C. 室溫下,1LpH=13NaOH溶液中,由水電離的OH數(shù)目為0.1NA

D. 12g金剛石晶體中含有的碳碳鍵數(shù)目為4NA

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】雷雨天閃電時空氣中的臭氧(O3)生成,下列說法正確的是(
A.O2和O3互為同位素
B.O2和O3的相互轉(zhuǎn)化是物理變化
C.在相同的溫度與壓強下,等體積的O2和O3含有相同的分子數(shù)
D.等物質(zhì)的量的O2和O3具有相同的質(zhì)子數(shù)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】可逆反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0一定條件下在某密閉容器中達到平衡。t1時改變某一條件,反應(yīng)速率與時間關(guān)系如下圖。下列說法中正確的是( )

A.維持溫度、反應(yīng)體系體積不變,t1時充入SO3(g)
B.維持壓強不變,t1時升高反應(yīng)體系溫度
C.維持溫度不變,t1時擴大反應(yīng)體系體積
D.維持溫度、容器體積不變,t1時充入SO3(g),同時減少SO2

查看答案和解析>>

同步練習冊答案