题目内容

【题目】工业上可用水煤气(CO和H2)合成一系列有机物。

(1)根据下图写出固态碳和水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式:_________________________________________________。

(2)已知

① 2H2 (g)+CO(g) CH3OH (g) ΔH1

② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2

③ CO(g)+H2O(g) CO2 (g)+H2(g) ΔH3

则3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2 (g) ΔH=_________(用ΔH1、 ΔH2、ΔH3列出表达式)。

(3)一定条件下的密闭容器中,3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2 (g) ΔH=a kJ·mol-1 (a<0)

反应达到平衡后,要提高CO的转化率,可以采取的措施是______(填字母代号)。

A.高温 B.加入催化剂 C.高压 D.分离出二甲醚

(4)已知2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)在某温度下的平衡常数K = 4。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到20min时测得各组分的浓度如下:

物质

CH3OH

CH3OCH3

H2O

c / mol·L-1

0.4

0.1

0.1

①此时,反应向___________ (填“左”或“右”)移动,才能达到平衡。

②从加入CH3OH开始反应到20min时,CH3OCH3的生成速率为_____________。

③达到平衡后CH3OH的浓度为_____________。

【答案】C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1 2ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 C D 右 0.005 mol/Lmin 0.12 mol/L

【解析】

(1)根据图示焓变为393.9 kJ·mol-1-262.6 kJ·mol-1=+131.3 kJ·mol-1,因此可得热化学方程式。

(2)将第①方程式乘以2加上第②、③个方程可得3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2 (g) ΔH=2ΔH1 + ΔH2 + ΔH3。

(3)A选项,高温,平衡向吸热即逆向移动,转化率减小;B选项,加入催化剂,平衡不移动,转化率不变;C选项,高压,平衡向体积减小即正向移动,转化率增大;D选项,分离出二甲醚,减小生成物浓度,平衡正向移动,转化率增大。

(4)①此时,<K=4,因此反应向右移动,才能达到平衡。

②从加入CH3OH开始反应到20min时,CH3OCH3的改变量为0.1 mol·L-1,CH3OCH3的生成速率为。

③根据上面数据分析得出开始时CH3OH的浓度为0.6 mol·L-1。

2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)

开始:0.6mol·L-1 0 0

转化:2x mol·L-1 x mol·L-1 x mol·L-1

平衡:(0.6-2x)mol·L-1 x mol·L-1 x mol·L-1

解得x = 0.24

故平衡时CH3OH的浓度为(0.6-2×0.24)mol·L-1 =0.12mol·L-1.

(1)根据图示焓变为393.9 kJ·mol-1-262.6 kJ·mol-1=+131.3 kJ·mol-1,因此固态碳和水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式:C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1,故答案为:C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1。

(2)将第①方程式乘以2加上第②、③个方程可得3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2 (g) ΔH=2ΔH1 + ΔH2 + ΔH3,故答案为:2ΔH1 + ΔH2 + ΔH3。

(3)A选项,高温,平衡向吸热即逆向移动,转化率减小;B选项,加入催化剂,平衡不移动,转化率不变;C选项,高压,平衡向体积减小即正向移动,转化率增大;D选项,分离出二甲醚,减小生成物浓度,平衡正向移动,转化率增大,故答案为CD。

(4)①此时,<K=4,因此反应向右移动,才能达到平衡,故答案为:右。

②从加入CH3OH开始反应到20min时,CH3OCH3的改变量为0.1 mol·L-1,CH3OCH3的生成速率为,故答案为:0.005 mol·L-1·min-1。

③根据上面数据分析得出开始时CH3OH的浓度为0.6 mol·L-1。

2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)

开始:0.6mol·L-1 0 0

转化:2x mol·L-1 x mol·L-1 x mol·L-1

平衡:(0.6-2x)mol·L-1 x mol·L-1 x mol·L-1

解得x = 0.24

故平衡时CH3OH的浓度为(0.6-2×0.24)mol·L-1 =0.12mol·L-1。

练习册系列答案
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③以淀粉为指示剂,用物质的量浓度为1.00×10-3molL-1的Na2S2O3溶液滴定滴定时的反应方程式为,滴定时Na2S2O3溶液应放在 ______ 填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”,滴定至终点的现象为_______________。

(2)学生乙对纯净的NaCl(不含KIO3)进行了下列实验:

顺序

步骤

实验现象

①

取少量纯净的NaCl,加适量蒸馏水溶解

溶液无变化

②

滴入少量淀粉-KI溶液,振荡

溶液无变化

③

然后再滴加稀硫酸,振荡

溶液变蓝色

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实验步骤

预期现象和结论

步骤1:取少量食盐样品于试管中,加适量蒸馏水使其完全溶解, _____________________

______

步骤2:另取少量食盐样品于试管中,加适量蒸馏水使其完全溶解,滴入适量的稀硫酸酸化, _____________________

______

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①该反应的△H_______0(填“>”“<“或“=”)。

②图中x1________(填“<”“>”或“=”)x2。

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(3)工业上用CO2生产甲醇燃料,进一步可合成二甲醚。已知:298K和101kPa条件下,

反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l) △H=—a kJ·mol-1

反应II:2H2(g)+O2(g)2H2O(1) △H=-b kJ·mol-1

反应III:CH3OH(g)CH3OH(l) △H=-c kJ·mol-1

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