题目内容

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1
反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度
250 ℃
300 ℃
350 ℃
K
2.041
0.270
0.012
 
由表中数据判断，ΔH1______0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
③某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2 mol·L－1，则CO的转化率为________，此时的温度为________(从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(g)   ΔH1＝－1 275.6 kJ·mol－1
②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)   ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1
③H2O(g)=H2O(l)　ΔH3＝－44.0 kJ·mol－1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：______________________________________。

　(1)①Ⅰ　②＜　③80%　250 ℃
(2)CH3OH(l)＋O2(g)=CO(g)＋2H2O(l)   ΔH＝－442.8 kJ·mol－1

解析

练习册系列答案
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火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知：0．4 mol液态肼与足量的双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256．652 kJ的热量。
请回答下列问题：
（1）该反应的热化学方程式为_______________________________________________。
（2）又已知H2O(l)=H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则16 g液态肼与双氧水反应生成液态水时放出的热量是________ kJ。
（3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大的优点是________________________________________________________________________________。

研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
①已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)=2Fe(s)＋3CO(g)　ΔH1＝＋489.0 kJ·mol－1
C(石墨)＋CO2(g)=2CO(g)　ΔH2＝＋172.5 kJ·mol－1
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为___________________________
②利用燃烧反应可设计成CO/O2燃料电池(以KOH溶液为电解液)，写出该电池的负极反应式___________________________________________
(2)某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下反应：
CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　  ΔH＝－49.0 kJ·mol－1

测得CH3OH的物质的量随时间变化如上图所示，回答问题：
①下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是________。

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1 mol CO2和3 mol H2
②曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ(填“大于”“等于”或“小于”)。
③一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡。
容器
甲
乙
反应物投入量
1 mol CO2、3 mol H2
a mol CO2、b mol H2、c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g)
 
若甲中平衡后气体的压强为开始时的，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行，则c的取值范围为________。
(3)用0.10 mol·L－1盐酸分别滴定20.00 mL 0.10 mol·L－1的NaOH溶液和20.00 mL 0.10 mol·L－1氨水所得的滴定曲线如下：

请指出盐酸滴定氨水的曲线为________(填“A”或“B”)，请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序________。

运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。请回答下列问题：
（1）氨气、空气可以构成燃料电池．其电池反应原理为4NH3＋3O2=2N2＋6H2O。则电解质溶液应该显             （填“酸性”“中性”或“碱性”）．正极的电极反应式为           。
（2）25℃时．将amol·L—1的氨水与0.1mol·L—1的盐酸等体积混合。
①当溶液中离子浓度关系满足c(NH4+)>c(Cl-)）时．则反应的情况可能为          。
A．盐酸不足．氨水剩余   B．氨水与盐酸恰好完全反应    C．盐酸过量
②当溶液中c(NH4+)=c(Cl-)）时．用含“a”的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数Kb=______________.
（3）在0.5L恒容密闭容器中，一定量的N2与H2进行反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)  ?H=bkJ/mol，其化学平衡常数K与温度的关系如下：

温度/℃
200
300
400
K
1.0
0.86
0.5
 
①写出该反应的化学平衡常数的表达式：__________，b________（填“大于”“小于”或“等于”）0
②400℃时，测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时，此时刻该反应的v正（N2）_________（填“大于”“小于”或“等于”）v逆（N2）.
（4）已知：①4NH3(g)＋3O2(g)=2N2(g)＋6H2O(g) ?H="-1266.8KJ/mol" ；②N2(g)＋O2(g)=2NO(g)  ?H=+180.5KJ/mol，写出氨高温催化氧化的热化学方程式：                    。

能源的开发利用与人类社会的可持续发展息息相关。
Ⅰ.已知：Fe2O3(s)＋3C(s)=2Fe(s)＋3CO(g)   ΔH1＝a kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　   ΔH2＝b kJ·mol－1
4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)　   ΔH3＝c kJ·mol－1
则C的燃烧热ΔH＝________ kJ·mol－1。
Ⅱ.(1)依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________(填序号)。
A．C(s)＋CO2(g)=2CO(g)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)
C．2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)
D．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)
若以熔融的K2CO3与CO2为反应的环境，依据所选反应设计成一个原电池，请写出该原电池的负极反应：______________________________________
_______________________________________________________________。
(2)某实验小组模拟工业合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，开始他们将N2和H2混合气体20 mol(体积比1∶1)充入5 L合成塔中，反应前压强为p0，反应过程中压强用p表示，反应过程中与时间t的关系如图所示。
请回答下列问题：

①反应达平衡的标志是(填字母代号)________。
A．压强保持不变
B．气体密度保持不变
C．NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②0～2 min内，以c(N2)变化表示的平均反应速率为________。
③欲提高N2的转化率，可采取的措施有________。
A．向体系中按体积比1∶1再充入N2和H2
B．分离出NH3
C．升高温度
D．充入氦气使压强增大
E．加入一定量的N2
(3)25 ℃时，BaCO3和BaSO4的溶度积常数分别是8×10－9和1×10－10，某含有BaCO3沉淀的悬浊液中，c(CO32—)＝0.2 mol·L－1，如果加入等体积的Na2SO4溶液，若要产生BaSO4沉淀，加入Na2SO4溶液的物质的量浓度最小是________ mol·L－1。

氨是最重要的化工产品之一。
(1)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如下图所示。

反应①②③为________反应(填“吸热”或“放热”)。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为___________。
(2)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)。
①某温度下，向容积为10 L的密闭容器中通入2 mol NH3和1 mol CO2，反应达到平衡时CO2的转化率为50%。该反应的化学平衡常数表达式为K＝______。该温度下平衡常数K的计算结果为_____。
②为进一步提高CO2的平衡转化率，下列措施中能达到目的的是________。

A．提高NH3的浓度 B．增大压强
C．及时转移生成的尿素 D．使用更高效的催化剂

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
 
（1）上图是1 mol NO2气体和1 mol CO气体反应生成CO2气体和NO气体过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：                                     ；
已知：N2 (g)+2NO2 (g) 4NO(g)  △H=+292.3kJ·mol—1，
则反应： 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 的△H=         ；
（2）一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中充入20 mol NO2和5 mol O2发生反应： 4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)；已知体系中n(NO2)随时间变化如下表：

t(s)
0
500
1000
1500
n(NO2)(mol)
20
13.96
10.08
10.08
 
①写出该反应的平衡常数表达式：K=            ，已知：K3000C＞K3500C，则该反应是         反应(填“放热”或“吸热”)；
②反应达到平衡后，NO2的转化率为       ，若要增大NO2的转化率，可采取的措施有         
A．降低温度
B．充入氦气，使体系压强增大
C．再充入NO2
D．再充入4 mol NO2和1 mol O2
③图中表示N2O5的浓度的变化曲线是        ，用O2表示从0~500s内该反应的平均速率v=              。

I．已知：反应
 
请回答：
反应生成气态水的热化学方程式__________________________
II．实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识，解决下列问题：
（1）已知某反应的平衡表达式为：
它所对应的化学方程式为：_________________________________________________
（2）已知在400℃时，反应=0．5，则400℃时，在0．5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应____________（填：＞、＜、＝、不能确定）；
欲使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH3的体积分数增加，
可采取的正确措施是____________（填序号）
A．加催化剂    B．升高温度    C．缩小体积增大压强    D．使氨气液化移走
（3）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：

请完成下列问题：
①判断该反应的___________0（填“＞”或“＜”）
②在一定条件下，能判断该反应一定达化学平衡状态的是___________（填序号）。
A．        B．容器内压强保持不变
C．A和B的转化率相等        D．混合气体的密度保持不变

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