【題目】甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇,發(fā)生的主反應(yīng)如下:

①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1

②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H2

③CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H3

回答下列問題:

(1)已知反應(yīng)①中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:

由此計(jì)算△H1=kJ.mol-1

已知:△H2=-58kJ.mol-1,則△H3=kJ.mol-1

(2)反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為_____________;圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為____________(填曲線標(biāo)記字母),其判斷理由是____________。

(3)合成氣的組成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60時(shí)體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(a)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。a(CO)值隨溫度升高而_____________(填“增大”或“減小”),其原因是_____________。圖2中的壓強(qiáng)由大到小為___________,其判斷理由是____________。

【答案】

(1)—99;+41

(2);a;反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)應(yīng)隨溫度升高變小;

(3)減小;升高溫度時(shí),反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡向左移動(dòng),使得體系中CO的量增大;反應(yīng)③為吸熱反應(yīng),平衡向右移動(dòng),又產(chǎn)生CO的量增大;總結(jié)果,隨溫度升高,使CO的轉(zhuǎn)化率降低;P3>P2>P1;相同溫度下,由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率;而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)影響,故增大壓強(qiáng)時(shí),有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高。

【解析】

試題分析:(1)反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,故△H1=1076 kJ.mol-1 + 2 × 436 kJ.mol-1-(3 × 413 + 343 + 465) kJ.mol-1 = -99 kJ.mol-1;根據(jù)蓋斯定律:反應(yīng)②-反應(yīng)①=反應(yīng)③,故△H3=△H2-△H1=-58kJ.mol-1-(-99kJ.mol-1)=+41kJ.mol-1,故答案為:-99;+41;

(2)反應(yīng)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=;反應(yīng)①正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,曲線a正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系,故答案為:;a;反應(yīng)①正反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)隨溫度升高而減。

(3)由圖可知,壓強(qiáng)一定時(shí),隨溫度的升高,CO的轉(zhuǎn)化率減小,反應(yīng)①正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),平衡體系中CO的量增大,反應(yīng)③為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),又使平衡體系中CO的增大,總結(jié)果,隨溫度升高,CO的轉(zhuǎn)化率減。幌嗤瑴囟认,反應(yīng)③前后氣體分子數(shù)不變,壓強(qiáng)改變不影響其平衡移動(dòng),反應(yīng)①正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率增大,故增大壓強(qiáng)有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高,故壓強(qiáng):P1>P2>P3,故答案為:減小;反應(yīng)①正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),平衡體系中CO的量增大,反應(yīng)③為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),又使平衡體系中CO的增大,總結(jié)果,隨溫度升高,CO的轉(zhuǎn)化率減;P1>P2>P3;相同溫度下,反應(yīng)③前后氣體分子數(shù)不變,壓強(qiáng)改變不影響其平衡移動(dòng),反應(yīng)①正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率增大,故增大壓強(qiáng)有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】室溫時(shí),向20mL 0.1mol·L-1的醋酸溶液中不斷滴入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,溶液的pH變化曲線如圖所示.在滴定過程中,關(guān)于溶液中離子濃度大小關(guān)系的描述,正確的是

A.a(chǎn)點(diǎn)時(shí):cCH3COOH>cCH3COO->cH+>cNa+>cOH-

B.b點(diǎn)時(shí):cNa+=cCH3COO-

C.c點(diǎn)時(shí):cH+=cCH3COOH+cOH-

D.d點(diǎn)時(shí):cNa+>cCH3COO->cOH->cH+

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某小組同學(xué)用如圖所示裝置研究電化學(xué)原理下列關(guān)于該原電池的說法不正確的是

A.原電池的總反應(yīng)為Fe+Cu2+═Fe2++Cu

B.鹽橋中是KNO3溶液,則鹽橋中NO3移向乙燒杯

C.其他條件不變,若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液,石墨電極反應(yīng)式為2H++2e═H2

D.反應(yīng)前,電極質(zhì)量相等,一段時(shí)間后,兩電極質(zhì)量相差12g,導(dǎo)線中通過0.2mol電子

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】分子式為 C4H8O2且能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的有機(jī)物(不考慮立體異構(gòu)和醛類物質(zhì))有

A.2種 B.4種 C.6種 D.8種

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硼泥主要由MgO和SiO2組成,含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等雜質(zhì)。用硼泥生產(chǎn)氫氧化鎂的工藝流程如下圖所示:

已知某些氫氧化物沉淀的pH如下表所示:

氫氧化物

開始沉淀時(shí)的pH

完全沉淀時(shí)的pH

Mg(OH)2

9.3

10.8

Fe(OH)2

7.6

9.6

Al(OH)3

4.1

5.4

Fe(OH)3

2.7

3.7

(1)MgO的電子式為 ,加入H2O2的目的是______________。

(2)濾渣2的主要成分是 ,向?yàn)V渣2中繼續(xù)加入過量的NaOH溶液,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。

(3)加入NaOH調(diào)節(jié)溶液pH=12.0時(shí),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。

(4)利用Mg(OH)2與含SO2的煙氣反應(yīng)生成MgSO4,可以使煙氣脫硫,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

(5)若取a噸硼泥為原料,最后得到b噸Mg(OH)2產(chǎn)品(假設(shè)生產(chǎn)過程中鎂元素?zé)o損失),則硼泥中MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 (用含有a、b的代數(shù)式表示)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】溫度為500℃時(shí),反應(yīng)4NH3+5O24NO+6H2O5L的密閉容器中進(jìn)行,30秒后NH3的物質(zhì)的量減少了0.6mol,則此反應(yīng)的速率vx)為

A. vO2="0.3" mol·L1·s1 B. vNO=0.24mol·L1·s1

C. vNH3="0.12" mol·L1·s1 D. vH2O=0.36mol·L1·min1

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】制印刷電路時(shí)常用氯化鐵溶液作為腐蝕液。銅被氯化鐵溶液腐蝕的方程式為B2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2;FeCl3 溶液也能與鐵反應(yīng)2FeCl3+Fe3FeCl2;當(dāng)向盛有氯化鐵溶液的燒杯中同時(shí)加入鐵粉和銅粉,反應(yīng)結(jié)束后,燒杯底部不可能出現(xiàn)的是

A.有銅無鐵 B.有鐵無銅 C.有鐵有銅 D.無鐵無銅

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Ⅰ.已知A、B、C、D是四種常見單質(zhì),其對(duì)應(yīng)元素的原子序數(shù)依次增大,其中BD屬于常見金屬,J是一種黑色固體,I的濃溶液具有還原性,AI均為中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì),它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示.(部分生成物和反應(yīng)條件已略去)

請(qǐng)回答下列問題:

1寫出組成物質(zhì)D的元素在周期表中的位置:_________________

2寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________________。

3 JH2O2分解反應(yīng)中作催化劑.若將適量J加入酸化的H2O2溶液中,J溶解生成它的+2價(jià)離子,該反應(yīng)的離子方程式是___________________。

Ⅱ.某無色溶液,其中可能存在以下離子:Na+、Ag+、Ba2+Al3+、AlO2-、S2-CO32-、SO32-SO42-,現(xiàn)取該溶液進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn),其結(jié)果如下:

回答下列問題:

4生成沉淀甲的離子方程式:__________________;

5已知?dú)怏w甲由兩種氧化物組成(不包括水蒸汽和HBr),請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)逐一鑒別這兩種成分,將所需試劑以及現(xiàn)象填入下表中(可不填滿,表中每一行對(duì)應(yīng)正確方可得分)

步驟

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

試劑

現(xiàn)象

1

2

3

4

6針對(duì)溶液中可能存在的離子,用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其是否存在的方法是_______________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于有機(jī)物的來源、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)說法正確的是

A. 甲烷是正四面體結(jié)構(gòu),性質(zhì)活潑,常溫下能與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿發(fā)生劇烈反應(yīng)

B. 乙烯是通過石油裂解得到的,屬于不飽和烴

C. 苯與氫氣、液溴、濃硝酸的反應(yīng)類型相同

D. 乙酸又名醋酸,其官能團(tuán)是醚基,可以與乙醇發(fā)生反應(yīng)生成乙酸乙酯

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案