题目内容

(10分)工业上常用天然气作为制备的原料。已知:
 
 
 
(1)反应生成的热化学方程式为       
(2)向VL恒容密闭容器中充入,在不同压强下合成甲醇。的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示:

①压强         (填“<”、“>”或“=”)
②在压强时,平衡常数为     (用含的代数式表示)。
(3)下图是甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)结构示意图,电极通入的     ,电极反应式是       

若用该电池电解溶液,当得到铜时,参加反应的气体的体积应为     (标准状况)。
(1) 2分
(2)①  <                                                                                           1分
                                                                                         2分
(3)甲醇(或)                                                                       1分
                                            2分
0.56L                                                                                                2分
(1)考查盖斯定律的应用。根据已知可知,①+②+③×2即得到
,所以反应热是-321.5kJ/mol+250.3 kJ/mol-90 kJ/mol×2=-251.2 kJ/mol。
(2)①反应③是体积减小的可逆反应,所以压强越大,转化率越高,因此
②根据图像可知,平衡时CO的转化率是50%,所以平衡时生成甲醇0.5amol,剩余CO和氢气分别是0.5amol和amol,因此平衡常数为
(3)根据装置图中电子的流向可知,左侧是原电池的负极,失去电子,所以左侧通入的是甲醇。应用电解质是稀硫酸,且只能允许质子通过,所以负极反应式为
练习册系列答案
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发展“碳一化学”,开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料,经“碳一化学”途径制取乙二醇的过程:

(1)该过程中产生的的CO可继续与水蒸气发生可逆反应得到CO2和H2,此反应的平衡常数表达式K =____________。
(2)CH3OH(l)气化时吸收的热量为27 kJ/mol,CH3OH(g)的燃烧热为677 kJ/mol,请写出CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式_________________。
(3) “催化还原”反应制乙二醇原理如下:
CH3OOC-COOCH3(g)+4H2(g)  HOCH2-CH2OH(g)+2CH3OH(g) △H =" -34" kJ/mol
为探究实际生产的最佳条件,某科研小组进行了多方面研究。下图表示乙二醇达到平衡时的产率随原料投料比[n(氢气)/n(草酸二甲酯)]和压强的变化关系,其中三条曲线分别表示体系压强为1.5 MPa、2.5 MPa、3.5 MPa的情况,则曲线甲对应的压强是P(甲)=___________。

(4)草酸二甲酯水解产物草酸(H2C2O4)为二元中强酸
① 草酸氢钾溶液中存在如下平衡:
H2OH++OH-、HC2O4-H++C2O42-           
② 向0.1 mol/L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性,此时溶液里各粒子浓度关系正确的是          (填序号)。
a.c(K+) = c(HC2O4-) + c(H2C2O4) + c(C2O42-)
b.c(K+) + c(Na+) = c(HC2O4-) + c(C2O42-)
c.c(Na+) = c(H2C2O4) + c(C2O42-)
d.c(K+) > c(Na+)   
(5)以甲醇为原料,使用酸性电解质构成燃料电池,该燃料电池的负极反应式为              ;若以甲烷代替该燃料电池中的甲醇,向外界提供相等电量,则每代替32 g甲醇,所需标准状况下的甲烷的体积为              L。
(共10分)二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用焦炭与水蒸气在高温下的反应产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题:
(1)、制水煤气的主要化学反应方程式为:                   
(2)、煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:                          
(3)、利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
  ① 2H2(g)CO(g)CH3OH(g)90.8 kJ
  ② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)23.5 kJ
  ③ CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)41.3 kJ
  总反应:3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)Q,其中Q     kJ;
  一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是
     (填字母代号)。
a.低温高压                b.加入催化剂            c.减少CO2的浓度     d.增加CO的浓度
(4)、已知某温度下反应②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)在一密闭容器中进行到10min时恰好达平衡,测得各组分的浓度如下:
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/(mol·L)
0.44
0.6
0.6
  比较此时正、逆反应速率数值(单位相同)的大小:(甲醇)   (水)(填“>”、“<”或“=”)。
  反应开始时(CH3OH)      
  该时间内的平均反应速率(CH3OH)     
  该温度下反应的平衡常数值为     。(精确到0.01)
(14分)运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。
(1)科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。据报道,在光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3和另一种单质。在使用催化剂b和不使用催化剂a时,该反应过程和能量的变化关系如图所示。

①写出该反应的化学方程式                                       
②a和b相比,二者的平衡常数关系是Ka   Kb(填“>”、“=”或“<”)
③升高温度,平衡时NH3的含量                     (填“增大”、“不变”或“减小”)
(2)在0.5L的密闭容器中,一定量的N2和H2发生反应:N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) ΔH <0。400℃时,K= 0.5,某一时刻测得N2、H2和NH3三种物质物质的量分别为2mol、1mol和3mol,则该反应的v(N2)    v(N2)(填 “>” 、“="”" 或 “<”)
(3)NH3的催化氧化反应是工业制HNO3的关键步骤,测得某温度下固定容积的容器中的数据为:
     浓度mol.L-1
时间
c(NH3)
c(O2)
c(NO)
0min
1.000
1.600
0.000
2min
0.600
a
0.400
4min
0.500
0.975
0.500
6min
0.500
0.975
0.500
8min
0.700
1.225
0.750
①则2 ~4min内,v(O2) =                       。
②在第8min时改变条件,你认为改变的条件可能是                         
(4)常温下,向0.001 mol·L-1的AlCl3溶液中通入NH3直至过量,现象       ,当PH =        时,开始生成沉淀(已知:Ksp[Al(OH)3]= 1.0×10-33)。

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