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1、
CO、H2、CH3、OH均是清洁能源。
(1)已知部分化学键键能数据如下:
化学键 | C | O=O | C=O | C-O |
E/(kJ • mol-1) | 958.5 | 497 | 745 | 351 |
2CO(g) +O2(g)==2CO2(g) △H1
H2O(g)+CO(g)==H2(g) + CO2(g) △H2 = -41 kJ•mol-1
CH3OH(g)+ 3/2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g) △H3 = -660kJ•mol-1
则△H1=_____ kJ•mol-1,反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的△H=_____ kJ•mol-1。
(2)一定条件下,在容积为2 L的密闭容器Q中充入a mol CO与b molH2合成甲醇:CO(g) +2H2(g) CH3OH(g)。测得平衡时混合气体中CH3OH的体积百分含量与温度、压强之间的关系如图1所示,图2表示在一定温度下,H2的平衡转化率与反应开始时两种反应物的投料物质的量之比(用X表示)、压强之间的关系。
①压强相同时,温度为T1、T2时,反应达到平衡所需要的时间分别为t1、t2,则二者之间的相对大小为t1___ t2(填“>”、“<”、“=”或“无法确定”)。
②p1_____p2(填“>”、“<”、“=”或“无法确定”)。
③若a =2,b=4,则压强为p1、温度为T1时该反应的平衡常数K=______________。
④若在压强为P1、温度为T1时,向Q容器中同时加入等物质的量的CO、H2、CH3OH三种气体,则反应开始时,v(CH3OH)正_____v(CH3OH)逆(填“>”、“<”、“=”或“无法确定”)。
(3)甲醇燃料电池是一种具有高能量转化率的绿色电池,则用磷酸溶液作电解质时,负极的电极反应式为________________________。
2、
甲醇是重要的有机化工原料,目前世界甲醇年产量超过2.1×107吨,在能源紧张的今天,甲醇的需求也在增大。甲醇的合成方法是:
(ⅰ)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.1 kJ· mol-1
另外:
(ⅱ)2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ· mol-1
(ⅲ)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572.0 kJ· mol-1
若混合气体中有二氧化碳存在时,还发生下列反应:
(ⅳ)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.1 kJ· mol-1
回答下列问题:
(1)甲醇的燃烧热为________________ kJ· mol-1。
(2)在碱性条件下利用一氯甲烷(CH3Cl)水解也可制备少量的甲醇,该反应的化学方程式为_____________________________________________________。
(3)若反应在密闭恒容绝热容器中进行,反应(ⅳ)对合成甲醇反应中CO的转化率的影响是__________________________________________________。
a.增大 b.减小
c.无影响 d.无法判断
(4)在恒温恒容的密闭容器中发生反应(ⅰ),各物质的浓度如下表:
浓度/mol·L-1 时间/min | c(CO) | c(H2) | c(CH3OH) |
0 | 0.8 | 1.6 | 0 |
2 | 0.6 | x | 0.2 |
4 | 0.3 | 0.6 | 0.5 |
6 | 0.3 | 0.6 | 0.5 |
①x=____________________。
②前2min内H2的平均反应速率为v(H2)=____________________。该温度下,反应(ⅰ)的平衡常数K=____________________。
③反应进行到第2 min时,改变了反应条件,改变的这个条件可能是___(填序号)。
a.使用催化剂 b.降低温度 c.增加H2的浓度
(5)下图是温度、压强与反应(ⅰ)中CO转化率的关系:
①由图像可知,较低温度时,CO转化率对________(选填“温度”或“压强”)敏感。
②由图像可知,温度越低,压强越大,CO转化率越高,但实际生产往往采用300~400 ℃和10 MPa的条件,其原因是__________________________。
5、
CO是生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题:
(1)几种共价键的键能如下表所示:
化学键 | O=O | H—H | O—H |
键能(kJ/mol) | 496 | 436 | 462 |
已知:O2(g)+2C(s)=2CO(g) △H= -220kJ·mol-1,则H2O(g)+C(s) = CO(g)+H2(g) △H=___ kJ·mol-1。
(2)200℃时,将物质的量均为1mol的CO2和C(s)加入2L的密闭容器中,在一定条件下发生反应:CO2(g)+C(s) 2CO(g) △H,平衡时CO的体积分数为40%。
①下列事实能够说明该反应达到平衡状态的是____________。
a.混合气体的平均相对分子质量不变
b.该反应的△H不变
c. CO2和CO的生成速率相等
d.混合气体的密度不变
②达到平衡时CO2的转化率为__________________。
③若在300°C时,将物质的量均为lmol的CO2和C(s)加入1L的密闭容器中,平衡时CO的体积分数为50%,则该反应的△H_____0 (填“>”或“<”)。
9、
某课外活动小组设计了以下实验测定Cu—Ag合金与浓硝酸的反应。其实验装置如图:
请回答下列问题:
(1)F仪器的名称是_______________,作用是____________________________。
(2)实验室用NH4Cl固体和饱和NaNO2溶液在加热条件下制备N2,该反应的化学方程式为____________________________;装置A中盛放的是酸性高锰酸钾溶液,作用是___________________________________________。
(3)进行实验。检查装置气密性后,在装置中添加相应的试剂,然后__________(填操作步骤),再将B装置分液漏斗中的浓硝酸缓慢滴加到三颈烧瓶中。
(4)测定硝酸的物质的量。反应结束后,从装置D中所得500mL溶液中每次取出25.00mL溶液,加入2滴指示剂,用0.05 mol·L-1的NaOH溶液滴定,三次滴定所读数据如下表:
滴定前体积/mL | 滴定后体积/mL | |
笫一次 | 0.33 | 20.32 |
笫二次 | 1.25 | 23.26 |
笫=.次 | 1.47 | 21.48 |
装置D中生成的硝酸为________mol,则Cu-Ag合金与浓硝酸反应过程中生成的NO2在标准状况下的体积为__________mL。
(5)测定NO的体积。在测定NO的体积时,若E中量气管中水的液面比干燥管的液面高,直接读数会使测定的气体体积_________(填“偏大”或“偏小”),此时应将量气筒的位置_______(填“下移”或“上移”),以保证量气筒中的液面与干燥管中的液面持平。
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