题目内容

由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已进入大规模生产．下图是由二氧化碳合成乙醇的技术流程：
吸收池中盛有饱和碳酸钾溶液，把含有二氧化碳的空气吹入吸收池中，吸收池中反应液进入分解池后，向分解池中通入高温水蒸汽，把二氧化碳从溶液中提取出来，在合成塔中和氢气经化学反应使之变为可再生燃料乙醇．回答下列问题：
（1）写出吸收池中反应的离子方程式______．
（2）从分解池中循环使用的物质是______．
（3）工业上还采取以CO和H2为原料合成乙醇，其化学反应方程式为：2CO（g）+4H2（g）?CH3CH2OH（g）+H2O（g）写出该反应的化学平衡常数表达式K=______．
（4）在相同条件下，由CO制取CH3CH2OH的平衡常数远远大于由CO2制取CH3CH2OH的平衡常数．则由CO制取CH3CH2OH相比由CO2制备CH3CH2OH的优点是______（写出一点即可）；
（5）已知：一定条件下，2.0g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43kJ的热量，在该条件下：
①写出表示乙醇燃烧热的热化学方程式______．②若以乙醇作燃料，KOH作电解质，构成燃料电池，请写出负极的电极方程式：______．
（6）在一定压强下，测得由CO2制取CH3CH2OH的实验数据如下表：
温度（K）
CO2转化率%
n（H2）/n（CO2）		500600700800
1.545332012
2.060432815
3.083623722
根据表中数据分析：
温度升高，该反应的平衡常数K值______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（1）吸收池中盛有饱和碳酸钾溶液，吸收空气中的二氧化碳，转化为KHCO3，反应离子方程式为CO2+CO32-+H2O=2HCO3-，
故答案为：CO2+CO32-+H2O=2HCO3-；
（2）由工艺流程转化关系可知，分解池中KHO3分解生成K2CO3，碳酸钾在被循环利用吸收空气中二氧化碳；
故答案为：K2CO3．
（3）可逆反应达到平衡时，各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是常数，用K表示，这个常数叫化学平衡常数，2CO（g）+4H2（g）?CH3CH2OH（g）+H2O（g）的平衡常数k=
c(H2O)c(CH3CH2OH)
c2(CO)c4(H2)
；
故答案为：
c(H2O)c(CH3CH2OH)
c2(CO)c4(H2)
；
（4）在相同条件下，由CO制取CH3CH2OH的平衡常数远远大于由CO2制取CH3CH2OH的平衡常数，则由CO制取CH3CH2OH，原料有较大的转化率；碳酸钾溶液吸收空气中的二氧化碳，转化为KHO3，KHO3分解生成CO2，CO2原料易得；
故答案为：原料有较大的转化率；CO2原料易得．
（5）①2.0g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43kJ的热量，46g乙醇完全燃烧生成液态水放出1366.89kJ，依据热化学方程式书写方法写出，标注物质聚集状态和对应反应焓变，反应的热化学方程式为：C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）；△H=-1366.89kJ/mol；
故答案为：C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）；△H=-1366.89kJ/mol；
②以乙醇作燃料，KOH作电解质，构成燃料电池，燃料乙醇在负极失电子发生氧化反应，在碱溶液中生成碳酸盐，电极反应为：C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；
故答案为：C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；
（6）由表中数据可知，n（H2）/n（CO2）一定情况下，温度越高，CO2转化率越低，说明升高温度平衡向逆反应移动，所以平衡常数k减小．
故答案为：减小．
练习册系列答案
相关题目
某温度时，在2L密闭容器中气态物质CO和H2反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如下表所示．
t/minCO/molH2/molZ/mol
01.001.000.00
10.900.800.10
30.750.500.25
50.650.300.35
70.550.100.45
90.550.100.45
100.550.100.45
（1）根据上表中数据，在图中画出CO、Z的物质的量的浓度（c）随时间（t）变化的曲线：
（2）体系中发生反应的化学方程式是______．
（3）在3-5min时间内产物Z的平均反应速率：______．
右图曲线a表示放热反应X（g）+Y（g）+N（s）?Z（g）+M（g）进行过程中X的转化率随时间变化的关系．在其它条件不变时改变某个条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是（　　）
A．升高温度B．加大X的投入量
C．增加N的量D．缩小容器的体积
反应A（g）+B（g）?2C（g）+D（g）；△H=QkJ/mol．过程中的能量变化如图所示，回答下列问题．
（1）Q______0（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）该反应平衡常数K的表达式为：______，其他条件不变升高温度K______（填“增大”“减小”“不变”），原因是______
（3）反应体系中加入催化剂，反应速率增大，则E1的变化是：E1______，△H的变化是：△H______（填“增大”“减小”“不变”）．
（4）反应在容积可变的密闭容器中进行，将容积缩小到原来一半，c（A）后______2c（A）原（填“＞”、“＜”或“=”），若将容积缩小到原来十分之一，A的浓度是开始时的8倍，则可能的原因是______．
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27kJ/mol，CH3OH（g）的燃烧热为677kJ/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=-34kJ/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．如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1.5MPa、2.5MPa、3.5MPa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：H2O?H++OH-、HC2O4-?H++C2O42-和______．
②向0.1mol/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32g甲醇，所需标准状况下的甲烷的体积为______L．
Ⅰ：由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），△H＜0
（1）该反应平衡常数K的表达式为______．温度降低，平衡常数K______（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（2）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图1所示．从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v（H2）为______．
（3）下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的有______．
A．升高温度；B．加入催化剂；C．将H2O（g）从体系中分离；D．再充入1mol CO2和3mol H2；
E．充入He（g），使体系总压强增大．
（4）如图2所示，在甲、乙两容器中分别充入物质的量之比为1：3的CO2和H2，使甲、乙两容器初始容积相等．在相同温度下发生反应，并维持反应过程中温度不变．甲和乙相比，转化程度更大的是______，且知乙容器中CO2的转化率随时间变化的图象如图3所示，请在图3中画出甲容器中CO2的转化率随时间变化的图象．并请说明以CO2为原料生产燃料甲醇的优点是______（写出一条即可）．

Ⅱ：一定常温下，FeS的KSP=2.5×10-18，H2S饱和溶液在该温度下，[H+]与[S2-]存在着以下关系：[H+]2?[S2-]=1.0×10-21．在该温度下，将适量FeS投入H2S饱和溶液中，欲使溶液中[Fe2+]达到1mol/L，应调节溶液的pH为______（用对数形式表示）．（写出计算过程）
）氮元素有着多变价态和种类繁多的化合物，它们在工农业生产、生活中发挥着重要的作用．完成下列问题：
（1）在一密闭容器中，进行如下化学反应：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：
T298K398K498K…
K4.1×106K1K2…
①比较K1、K2的大小：K1______K2（填“＞”、“=”或“＜”）．
②若保持容器的容积不变，则该反应达到化学平衡状态的依据是______（填序号）．
a．2v（H2）正=3v（NH3）逆b．v（N2）正=3v（H2）逆
c．容器内压强保持不变d．混合气体的平均摩尔质量保持不变
③若维持容器的压强不变，达到平衡状态后再向容器中通入一定量的N2，此时逆反应速率______（填“增大”、“减小”或“不变”）；平衡向______方向移动．
④已知AgCl可溶于氨水中，而AgBr不溶于氨水中，则Ksp（AgCl）______Ksp（AgBr）（填“＞”“=”或“＜”）．
（2）肼是氮元素的另一种氢化物，分子式为N2H4．
①298K时，1.00gN2H4（l）与足量的N2O4（l）完全反应生成氮气和水，放出19.15kJ的热量．写该反应的热化学方程式______．
②肼也可以在纯氧中燃烧生成氮气和水，为了充分利用其能量有人设计了原电池装置，电极材料是多孔石墨电极，电解质为能够传导H+的固体电解质，请写出负极反应式______．
某密闭容器中充入1molCO和2molH2O（g），当反应：CO+H2O（g）?CO2+H2达到平衡时，CO的体积分数为X．若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于X的是（　　）
A．1molCO+3molH2O（g）
B．1molCO+1molH2O
C．2molCO+4molH2O（g）
D．1molH2O（g）+1molCO2+1molH2
若反应aA（g）+bB（g）?cC（g）+dD（g）在密闭容器内达到化学平衡以后，升高温度或增大压强都会使平衡混合物中C的质量分数降低，那么：
（1）正反应是______反应（填“吸热”或“放热”）；
（2）反应物与生成物之间的系数关系是（a+b）______（c+d）（填“＞”“＜”或“=”）．

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