题目内容

(17分)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。为探究该反应原理,进行如下实验,在体积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3.25molH2,在一定条件下发生反应,测定CO2、CH3OH和H2O(g)的浓度随时间变化如图所示:

①写出该工业方法制取甲醇的化学方程式:                        

②从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=                 

③反应到达平衡后,再向该容器中通入1 mol CO2和3.25 mol H2,重新到达平衡后,H2的转化率将               (填增大、减小或不变)

④下列措施中一定能使n(CH3OH)/ n(CO2)增大的是:                

A.向容器中充入一定量的氦气    B.充入CO2   

C.将水蒸气从体系中分离        D.用更有效的催化剂

(2)可燃性的有机物和氧气在理论上都可以作为燃料电池中的反应物,请写出CH3OH —O2—KOH燃料电池的负极的电极反应式:                    

(3)若将一定数量的C3H8—O2—KOH燃料电池按一定方式组成电池组以满足电解需要的电压。现用该电池组电解500mL某CuSO4的稀溶液(用铂为电极),电解后的溶液需要加入98克Cu(OH)2才能使溶液恢复到原硫酸铜溶液的浓度和质量。若忽略电池组在电解过程中的能量损失,其能量全部用来电解CuSO4溶液,则:

①原CuSO4溶液物质的量浓度         

②该电池组消耗的丙烷在标准状况时的体积        

 

(16分) (1) ①CO2 + 3H2  CH3OH+ H2O(3分)

②0.1125mol·min1(2分)   ③增大(2分)    ④C(2分)

(2) CH3OH + 8OH– 6e= CO32+ 6H2O(3分)

(3)①                     (2分)

    ②  C3H8   ~    20e- 

       22.4L         20mol

        V           4mol                 V=4.48L  (2分)

解析:

 

练习册系列答案
相关题目
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,引起了普遍的重视.
(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
图1表示该反应进行过程中能量(单位为kJ?mol-1)的变化.该反应是
放热
放热
(填“吸热”或“放热”)反应.
(2)某温度下,若将6mol CO2和8mol H2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化的曲线如图2实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标).
①在反应进行的0~1min内,该反应的平均速率v(H2)=
1mol/(L?min)
1mol/(L?min)

②如果改变影响化学平衡的一个因素(如:温度、浓度、压强),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动.若上述反应体系不改变反应物的物质的量,仅改变某一实验条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线I改变的实验条件是
升高温度
升高温度
,曲线Ⅱ改变的实验条件是
增大压强
增大压强

(3)下列各项中,不能够说明CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是
D
D
(填选项).
A.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化
B.一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
C.一定条件下,H2O(g)的浓度保持不变
D.一定条件下,单位时间内消耗1mol CO2,同时生成1mol CH3OH.
(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
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,引起了普遍的重视.

(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
图1表示该反应进行过程中能量(单位为kJ?mol-1)的变化.
①该反应是
放热
放热
(填“吸热”或“放热”)反应.
②反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?
(填“是”或“否”).
(2)若将6mol CO2和8mol H2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化的曲线如图2所示(实线).
①该条件下反应的平衡常数K=
0.5
0.5

②仅改变某一实验条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图2中虚线所示,曲线I对应的实验条件改变是
升高温度
升高温度
,曲线Ⅱ对应的实验条件改变是
增大压强
增大压强

③下列措施中能使H2转化率增大的是
CD
CD

A.升高温度    B.充入He(g),使体系压强增大     C.将H2O(g)从体系中分离出来    D.再充入3mol CO2
(3)如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4
已知:
CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ?mol-1
H2(g)+
12
O2(g)═H2O(l)△H2=-285.8kJ?mol-1
写出CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=-252.9kJ?mol-1
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=-252.9kJ?mol-1

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