题目内容

（8分）甲醇（CH3OH)被称为21世纪的新型燃料，以煤为原料制备甲醇的流程如下：

（1） 气化炉中主要反应的化学方程式为                             。
（2）已知CO、H2、甲醇(l)的燃烧热分别为：—285.8 kJ/mol、—283 kJ/mol、—726.5 kJ/mol；
则CO和H2合成甲醇的热化学方程式为__                              __
（3） -定条件下，在催化反应室中发生反应.CO(g)+2H2(g) =CH3OH(g)△H<0;
CO 的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。回答下列问题：

①工业上，上述反应温度不宜过高，原因是_      ___；
②若反应是1 mol CO与2 mol H2在2L容积中进行，则
T1、P1下，该反应的平衡常数为__    __；
维持温度、容积不变，催化反应室再增加l mol CO与2 mol
H2，达到新平衡时，CO的转化率____（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（1）C+ H2O (g)CO+H2
（2）CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-125.3kJ/mol
（3） ①该反应是放热反应，温度过高，甲醇的产率低；
②4    增大

解析

练习册系列答案
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在CO跟O2的反应中，破坏1molCO中的化学键消耗的能量为A，破坏1molO=O键消耗的能量为B，形成1molC=O键释放的能量为C。则下列关系正确的是
A．2A+B>2C       B．2A+B>4C     C．2A + B < 2C      D．2A + B < 4C

下列有关说法不正确的是：

A．室温下不能自发进行，说明该反应的
B．镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈
C．，其他条件不变时升高温度，反应速率v（H2）和v（NH3）均增大
D．水的离子积常数KW随着温度的升高而增大，说明水的电离是吸热过程

已知反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)，断开1molA2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，断开1molB2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，生成1molAB中的化学键释放的能量为Q3kJ（Q1、Q2、Q3均大于零），则下列说法正确的是                                         （   ）

A．若A2和B2的总能量之和大于生成的2AB的总能量，则反应放热
B．若A2和B2的总能量之和小于生成的2AB的总能量，则反应放热
C．若该反应为放热反应，则Q1＋Q2 < Q3
D．若该反应为吸热反应，则Q1＋Q2 < Q3

科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇：
( CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O )，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。
已知 H2(g)、 CO(g) 和 CH3OH(l) 的燃烧热△H分别为-285.8 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。请回答下列问题：
（1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ
（2）在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如图所示（注：T1、T2均大于300℃）；下列说法正确的是________（填序号）

①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的
平均速率为v(CH3OH)= mol·L-1·min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时 增大
（3）在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为                  ( 用 a表示 )
（4）已知甲醇燃烧的化学方程式为2CH3OH +3O2 =2CO2 +4H2O ，在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为                   ，正极的反应式为                     

（11 分）（原创）能源是人类生存和发展的重要支柱，研究化学反应过程中的能量变化在能源紧缺的今天具有重要的理论意义，已知下列热化学方程式

 
①
H2（g）+ O2（g）= H2O（g） △H =﹣242kJ/mol；
 
②
2H2（g）+ O2（g）= 2H2O（l） △H =﹣572kJ/mol；
 
③
C（s）+ O2（g）= CO（g） △H =﹣110.5kJ/moL；
 
④
C（s）+ O2（g）= CO2（g） △H =﹣393.5kJ/moL；
 
⑤
CO2（g）+ 2H2O（g）= CH4（g）+ 2O2（g）△H =" +" 802kJ/moL
化学键
O=O
C-C
H-H
O-O
C-O
O-H
C-H
 
键能kJ/mol
497
348
436
142
351
463
414
 
回答下列问题
（1）写出能表示H2燃烧热的热化学方程式                              。
（2）已知C（s）+ H2O（g） H2（g）+ CO（g）△H =" ___________" kJ/moL；
（3）估算出C=O键能为           kJ/moL。
（4）CH4的燃烧热△H = — ___________ kJ/moL。
（5）25℃、101kPa下，某燃具中CH4的燃烧效率是90%（注：相当于10%的CH4未燃烧），水壶的热量利用率是70%，则用此燃具和水壶，烧开1L水所需要的CH4的物质的量为_________mol[保留到小数点后2位；已知：c (H2O)=4.2J/(g·℃) ]。

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH="-99" kJ·mol-1

请回答下列问题：
（1）图中A、C分别表示_________、_________，E的大小对该反应的反应热有无影响？_________。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？_________，理由是__________________；
（2）图中ΔH=_________kJ·mol-1；
（3）V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒氧化物VO2；四价钒氧化物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式_____________________________；
（4）已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol-1，计算由S(s)生成3mol SO3(g)的ΔH_______(要求计算过程)。

（15分）为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。
（1）在汽车排气管内安装催化转化器，可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。
已知：①  N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H＝＋180.5kJ·mol－1
②C和CO的燃烧热（△H）分别为－393.5kJ·mol－1和－283kJ·mol－1
则2NO(g＋2CO(g)＝N2(g)＋2CO2(g))   △H＝          kJ·mol－1
（2）将0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一个容积为1L的密闭容器中，反应过程中物质浓度变化如图所示。

①CO在0-9min内的平均反应速率v(CO)=________mol(保留两位有效数字）；第12 min时改变的反应条件可能为________。

A．升高温度 B．加入NO C．加催化剂 D．降低温度
②该反应在第24 min时达到平衡状态，CO2的体积分数为________（保留三位有效数字），化学平衡常数K=________（保留两位有效数字）。
（3）烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液，且所得溶液呈中性，该溶液中c(Na＋)=________（用含硫微粒浓度的代数式表示）。
（4）通过人工光合作用能将水与燃煤产生的CO2转化成HCOOH和O2。已知常温下0.1 mol的HCOONa溶液pH =10，则HCOOH的电离常数=_________。

用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：
Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g)   ΔH=+64.39kJ/mol
2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)   ΔH=-196.46kJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(l)    ΔH=-285.84kJ/mol
在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2+(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于

A．-417.91kJ·mol-1 B．-319.68 kJ·mol-1
C．+546.69 kJ·mol-1 D．-448.46 kJ·mol-1

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