题目内容

能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的能源物质之一。

(1)合成甲醇的反应为:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);△H

下图表示某次合成实验过程中甲醇的体积分数 φ(CH3OH)与反应温度的关系曲线,若在230℃时,平衡常数K=1。若其它条件不变,将温度升高到500℃时,达到平衡时,K    1 (填“>、< 或 = ”)

 (2)利用甲醇燃料电池设计如下图所示的装置:则该装置中Cu极为        极;写出b极的电极反应式                                  ,当铜片的质量变化为12.8 g时:a极上消耗的O2在标准状况下的体积为       L。

难(微)溶物

溶度积常数(Ksp)

BaSO4

1×10-10

BaCO3

2.6×10-9

CaSO4

7×10-5

CaCO3

5×10-9

(3)工业中常将BaSO4转化为BaCO3后,再将其制成各种可溶性的钡盐(如:BaCl2)。

具体做法是用饱和纯碱溶液浸泡BaSO4粉末,并不断补充纯碱,最后BaSO4转化为BaCO3。现有足量BaSO4悬浊液,在该悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌,为使SO42-物质的量浓度达到0.0lmol·L-1以上,则溶液中CO32-物质的量浓度应≥                  mol·L-1

 

【答案】

(1)<       

(2)阳     CH3OH+8OH--6e-==CO32-+6H2O     2.24   

(3)0.26

【解析】略

 

练习册系列答案
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Ⅰ、合成氨对农业生产及国防建设均具有重要意义.
(1)在恒温恒容密闭容器中进行的合成氨反应,N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),下列能表示达到平衡状态的是
ac
ac
(填序号).
a.混合气体的压强不再发生变化
b.混合气体的密度不再发生变化
c.反应容器中N2、NH3的物质的量的比值不再发生变化
d.单位时间内断开a个H-H键的同时形成3a个N-H键
e.三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
Ⅱ、能源问题是人类社会面临的重大课题,日本大地震引起的核泄漏事故引起了人们对核能源的恐慌.而甲醇是未来重要的绿色能源之一.以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇.
(1)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容积为10L的反应室,在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g),测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图.
①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率为
0.0024mol/L?min
0.0024mol/L?min

②100℃时反应的平衡常数为
7.2×10-5(mol/L)2
7.2×10-5(mol/L)2

(2)在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下,将1.0molCO与2.0molH2的混合气体在催化剂作用下发生反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH (g)生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的
12
,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是
CD
CD
(填字母序号).
A.c(H2)减小               
B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH的物质的量增加   
D.重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小
E.平衡常数K增大
(3)已知:反应:4HCl(g)+O2(g)?2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-116kJ/mol,H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=-184kJ/mol
Ⅱ.
请回答:
①H2与O2反应生成气态水的热化学方程式是
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484 kJ/mol

②断开1mol H-O 键所需能量约为
463.5
463.5
kJ.
(2012?万安县模拟)能源问题是人类社会面临的重大课题,日本大地震引起的核泄漏事故引起了人们对核能源的恐慌.而甲醇是未来重要的绿色能源之一.以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇.
①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ/mol
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-129.0kJ/mol
(l)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为
CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0KJ/L
CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0KJ/L

(2)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通过容积为100L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图1.

①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率为
0.0024mol/L?min
0.0024mol/L?min

②100℃时反应I的平衡常数为
7.2×10-5(mol/L)2
7.2×10-5(mol/L)2

(3)在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下,将1.0molCO与2.0molH2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的
1
2
,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是
CD
CD
(填字母序号).
A.c(H2)减小               B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH的物质的量增加       D.重新平衡时
c(H2)
c(CH3OH)
减小      E.平衡常数K增大
(4)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:
①甲醇蒸气重整法.该法中的一个主要反应为CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g),此反应能自发进行的原因是:
反应是熵增加的反应
反应是熵增加的反应

②甲醇部分氧化法.在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图2所示.则当n(O2)/n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为
2CH3OH+O2
催化剂
加热
2HCHO+2H2O
2CH3OH+O2
催化剂
加热
2HCHO+2H2O

(5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用图3装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式
Co2+-e-=Co3+
Co2+-e-=Co3+

②写出除去甲醇的离子方程式
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+

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