题目内容

(16分)Ⅰ.如何降低大气中CO2的含量及有效利用CO2,目前已引起各国普遍重视。

(1)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,在500℃下发生反应:

CO2(g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g) 。

实验测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图1所示。                                            

①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_____________________;

②图2是改变温度时H2的化学反应速率随时间变化的示意图,则该反应的正反应是

      热(填“吸”或“放”)反应。

③该反应的平衡常数K为      (保留两位小数)。若提高温度到800℃进行,达平衡时,K值       (填“增大”、“减小”或“不变”),

④500℃达平衡时,CH3OH的体积分数ω为       

(2)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:4OH-4e=O2↑+2H2O,则阴极反应式为_________      ____   ___。

Ⅱ.工业上可利用煤的气化产物(CO和H2)合成二甲醚(CH3OCH3),其三步反应如下:

②    2H2 (g)+CO(g) CH3OH (g)          ΔH= -90.8 kJ·mol-1

② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)    ΔH= -23.5 kJ·mol-1

③ CO(g)+H2O(g) CO2 (g)+H2(g)       ΔH= -41.3 kJ·mol-1

(3)总合成反应的热化学方程式为__________                          _  

(4)一定条件下的密闭容器中,上述总反应达到平衡时,要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________(填字母代号)。

A.高温高压          B.加入催化剂        C.减少CO2的浓度

D.增加CO的浓度    E.分离出二甲醚

(5)已知反应②2CH3OH(g)  CH3OCH3(g)+H2O(g)在某温度下的平衡常数K = 400。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:

物质

CH3OH

CH3OCH3

H2O

c / mol·L-1

0.44

0.60

0.60

此时,v (正) _____ v (逆) (填“>”、“<”或“=”)。

 

【答案】

Ⅰ.(1)①  0.225 mol·L-1·min-1 (2分);   

②  放 (1分)

③ 5.33 (2分) ; 减小(1分) ;   

④  30% 或 0.30 (2分)

(2)2CO2+2H2O+4e=2CO+4OH  (2分)

Ⅱ.(3)3H2(g)+3CO(g)  CH3OCH3(g)+CO2 (g)   ΔH = -246.4 kJ·mol-1(3分)

(4) C E (2分)  ;

(5)> (1分)

【解析】略

 

练习册系列答案
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(2008?安庆模拟)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),如右上图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ?mol-1)的变化.
(1)为探究反应原理,现进行如下实验:T1℃时,在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如右下图所示.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)=
0.225
0.225
mol?L-1?min-1
(2)该反应平衡常数K的表达式为
5.3
5.3

(3)温度变为T2℃(T1>T2),平衡常数K
增大
增大
(填“增大”、“不变”或“减小”).
(4)不能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是
D
D

A.容器中压强不变        B.混合气体中  c(CO2)不变
C.v(H2)=v(H2O)    D.c(CO2)=c(CO)
(5)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的有
CD
CD

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1molCO2和3molH2;   E.充入He(g),使体系总压强增大.
Ⅱ.在温度t℃下,某NaOH的稀溶液中c(H+)=10-amol/L,c(OH-)=10-bmol/L,已知a+b=12
该温度下水的离子积Kw=
1×10-12
1×10-12
;t
大于
大于
25℃(填“大于”、“小于”或“等于”).向该溶液中逐滴加入pH=c的盐酸(t℃),测得混合溶液的部分pH如表所示.
序号 NaOH溶液的体积/mL 盐酸的体积/mL 溶液的pH
20.00 0.00 8
20.00 20.00 6
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则c为
4
4
(2011?天河区一模)如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,已受到各国的普遍重视.
(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.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1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),△H=-49.0kJ/mol测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
0.45
0.45
mol/(L?min).
②该反应的平衡常数表达式为
k=
c(CH3OH)c(H2O)
c(CO2)c3(H2)
k=
c(CH3OH)c(H2O)
c(CO2)c3(H2)

③其它条件不变,下列措施中能使
n(CH3OH)/n(CO2)增大的是
BC
BC

A.升高温度                          B.再充入1mol CO2和3mol H2
C.将H2O(g)从体系中分离              D.充入He(g),使体系压强增大
(2)CO2是典型的酸性氧化物,能转化为其它物质.
①利用CO2可制得纯碱,纯碱溶液PH
大于
大于
7(填大于、等于、小于);原因是(用离子反应方程式表示)
CO32-+H2OHCO3-+OH-
CO32-+H2OHCO3-+OH-

②一定温度下,在碳酸钙饱和溶液中滴加饱和碳酸钠溶液,观察到的现象是
有沉淀析出
有沉淀析出
;产生此现象的原因是
饱和碳酸溶液中存在CaCO3(ag)Ca2+(aq)+CO32-(aq),加入在碳酸钙饱和溶液中滴加饱和碳酸钠溶液,溶液中c(CO32-)增大,平衡向逆方向移动
饱和碳酸溶液中存在CaCO3(ag)Ca2+(aq)+CO32-(aq),加入在碳酸钙饱和溶液中滴加饱和碳酸钠溶液,溶液中c(CO32-)增大,平衡向逆方向移动

(3)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离除去CO2,还要求提供充足的O2.某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2 ,CO可用作燃料.已知该反应的阳极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O则阴极反应式为:
CO2+2e-+H2O=CO+2OH-
CO2+2e-+H2O=CO+2OH-
(2009?镇江一模)随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视.
(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.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1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.

①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
0.225
0.225
mol/(L?min).
②该反应的平衡常数表达式为
k=
c(CH3OH)×c(H2O)
c(CO2)×c3(H2)
k=
c(CH3OH)×c(H2O)
c(CO2)×c3(H2)

③下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是
C、D
C、D

A.升高温度                  B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离     D.再充入1mol CO2和3mol H2
(2)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2.某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料.已知该反应的阳极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,则阴极反应式为:
2CO2+4e-+2H2O=2 CO+4OH-
2CO2+4e-+2H2O=2 CO+4OH-

有人提出,可以设计反应2CO=2C+O2(△H>0、△S<0)来消除CO的污染.请你判断是否可行并说出理由:
不可行,该反应是一个焓增、熵减的反应,任何情况下不能自发进行
不可行,该反应是一个焓增、熵减的反应,任何情况下不能自发进行

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