题目内容

精英家教网工业上常利用CO和H2合成可再生能源甲醇.
(1)已知CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283.0kJ?mol-1和726.5kJ?mol-1,则CH3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式为
 

(2)合成甲醇的方程式为CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0.在230℃?270℃最为有利.为研究合成气最合适的起始组成比n(H2):n(CO),分别在230℃、250℃和270℃进行实验,结果如图所示.其中270℃的实验结果所对应的曲线是
 
(填字母);当曲线X、Y、Z对应的投料比达到相同的CO平衡转化率时,对应的反应温度与投较比的关系是
 

(3)当投料比为1:1,温度为230℃,平衡混合气体中,CH3OH的物质的量分数为
 
(保留1位小数);平衡时CO的转化率
 
分析:(1)根据CO和CH3OH的燃烧热先书写热方程式,再利用盖斯定律来分析甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式;
(2)依据反应是放热反应,温度越高,反应物转化率越小;CO为有毒气体反应时尽可能完全转化,图象分析判断反应温度与投较比的关系;
(3)依据图象分析当投料比为1:1,一氧化碳转化率为40%,依据化学平衡三段式计算.
解答:解:(1)由CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-283.0kJ?mol-1和-726.5kJ?mol-1,则
①CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ?mol-1
②CH3OH(l)+
1
2
O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l)△H=-726.5kJ?mol-1
由盖斯定律可知,②-①得反应CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l),则△H=-726.5kJ?mol-1-(-283.0kJ?mol-1)=-443.5kJ?mol-1
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-443.5kJ?mol-1
(2)工业上用反应④低压合成甲醇,在230℃~270℃最为有利.为研究合成气最合适的起始组成比,分别在230℃、250℃和270℃进行实验,结果如图.合成甲醇是放热反应,温度越低转化率越大,结合图象可知,270℃的实验结果所对应的曲线是Z,CO为有毒气体反应时尽可能完全转化,由图象分析投料比越高,对应的反应温度越高,
故答案为:Z;投料比越高,对应的反应温度越高;      
(3)当投料比为1:1,温度为230℃,曲线为x,图象分析判断,一氧化碳转化率为40%,
              CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
起始量(mol)   x      x          0
变化量(mol)   0.4x    0.8x      0.4x
平衡量(mol)0.6x     0.2x       0.4x
则平衡混合气体中,CH3OH的物质的量分数=
0.4x
1.2x
×100%=33.3%,
故答案为:33.3%;40%.
点评:本题考查了热化学方程式的书写,盖斯定律的应用,图象分析判断,化学平衡的进行方向,题目难度中等.
练习册系列答案
相关题目
甲醇又称“木精”,是重要的溶剂和基本有机原料.工业上常以CO和H2为原料合成甲醇.
(1)已知每1g液态甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水时放出13.8kJ热量,写出甲醇不完全燃烧的热化学方程式:
 

(2)工业上常利用反应:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H<0合成甲醇,其在230~270℃下反应最为有利.为研究合成气最合适的起始组成比,在230℃、250℃和270℃进行实验,结果如图所示,则230℃时的实验结果所对应的曲线是
 
(填字母,下同);该温度下工业生产适宜采用的合成气组成n(H2):n(CO)的比值范围是
 

A.1~1.5B.2.5~3C.3.5~4.5
精英家教网
(3)制甲醇所需要的氢气,可用下列反应制取:HO2(g)+CO(g)?H2(g)+CO2(g)△H<0
150℃时,在容积为2L的恒温恒容密闭容器中充入1mol CO和2molH2O(g),反应达到平衡后测得H2的体积分数为25%.
①平衡时CO的转化率为
 

②150℃下,若起始时充入2molCO和4molH2O(g),反应达到平衡时CO2的体积分数为
 

(4)某研究小组设计了如图所示的原电池装置,向导管中通入物质的量之比为1:1的CO和H2混合气体(CO和H2同时放电).
①电池工作一段时间后,电解质溶液的pH
 
(填“增大”、“减小”或“不变”).
②电池工作一段时间后,测得电解质溶液增重6.2g(不考虑未反应气体的溶解),则负极参加反应的气体质量为
 
精英家教网Ⅰ工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯:CH3COOH(l)+C2H5OH(l)
H2SO4
CH3COOC2H5(l)+H2O(l)△H=-8.62kJ?mol-1
已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸点依次为118℃、78℃和77℃.在其他条件相同时,某研究小组进行了多次实验,实验结果如图所示.(1)该研究小组的实验目的是
 

(2)60℃下反应40min与70℃下反应20min相比,前者的平均反应速率
 
后者(填“小于”、“等于”或“大于”).
(3)如图所示,反应时间为40min、温度超过80℃时,乙酸乙酯产率下降的原因可能是
 
(写出两条).
Ⅱ.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题.
已知:CO(g)+H2O(g)??H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
试回答下列问题:
(1)在800℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有
 
(选填“A、B、C、D、E”).
n(CO) n(H2O) n(H2 n(CO2
A 1 5 2 3
B 2 2 1 1
C 3 3 0 0
D 0.5 2 1 1
E 3 1 2 1
(2)已知在一定温度下,C(s)+CO2(g)??2CO(g)平衡常数为K;
C(s)+H2O(g)??CO(g)+H2(g) 平衡常数为K1
CO(g)+H2O(g)??H2(g)+CO2(g) 平衡常数为K2
则K、K1、K2之间的关系是
 

(3)在V L密闭容器中通入10mol CO和10mol水蒸气,在T℃达到平衡,然后急速通过碱石灰,将所得混合气体燃烧,测得放出的热量为2 842kJ(已知CO燃烧热为283kJ?mol-1,H2燃烧热为286kJ?mol-1),则T℃平衡常数K=
 

Ⅰ.恒温,容积为1  L恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示(已知:2SO2(g)+O2(g)  2SO3(g)    ΔH=-196.6  kJ·mol-1),请回答下列问题:

(1)写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:______________________。

(2)ΔH2=__________kJ·mol1

Ⅱ.工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯:

CH3COOH(l)+C2H5OH(l)  CH3COOC2H5(l)+H2O(l)    ΔH=-8.62  kJ·mol1

已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸点依次为118  ℃、78  ℃和77  ℃。在其他条件相同时,某研究小组进行了多次实验,实验结果如图所示。

(1)该研究小组的实验目的是___________________________________。

(2)60  ℃下反应40  min与70  ℃下反应20  min相比,前者的平均反应速率________后者(填“小于”、“等于”或“大于”)。

(3)如图所示,反应时间为40  min、温度超过80  ℃时,乙酸乙酯产率下降的原因可能是_________________________________(写出两条)。

Ⅲ.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。

已知:CO(g)+H2O(g)  H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表:

温度/℃

400

500

800

平衡常数K

9.94

9

1

 

试回答下列问题:

(1)在800  ℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有________(选填“A、B、C、D、E”)。

            n(CO)         n(H2O)          n(H2)          n(CO2)

A          1                 5                    2                3

B          2                 2                    1                1

C          3                 3                    0                0

D          0.5              2                    1                1

E          3                 1                    2                1

(2)已知在一定温度下,C(s)+CO2(g)  2CO(g)平衡常数为K;

①C(s)+H2O(g)  CO(g)+H2(g)        平衡常数为K1

②CO(g)+H2O(g)  H2(g)+CO2(g)  平衡常数为K2

则K、K1、K2之间的关系是______________________________________。

 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网