题目内容

【题目】甲醇(CH3OH)是一种新型清洁能源。回答问题:

(1)101KPa、25℃时,燃烧32g液态甲醇生成液态水和二氧化碳放热726.5kJ,则甲醇燃烧的热化学方程式为_____________

已知:2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-24.5kJ·mol-1

CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=akJ·mol-1

则2CO(g)+4H2(g)= CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=__________

(2)工业上可用CO和H2制取甲醇,其热化学反应方程式为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=akJ·mol-1,CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示

①△H______0(填“﹥”或“<”).判断依据是___________________

②为提高CO转化率,可采取的措施是_____________________________(至少答出两条)

③实际生产中,反应的条件控制在250℃,1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是______________________。

【答案】 2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l) △H=-1453 kJmol-1 (2a-24.5)kJmol-1 < 由图像可知,升高温度,CO的转化率降低,平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,故△H<0 增大压强,增大H2浓度,降低温度 在250℃、此压强下,转化率比较高,再增加压强转化率增加不大,但对设备的要求会更高,生产投资更高。

【解析】试题分析:本题考查热化学方程式的书写,盖斯定律的应用,化学平衡图像的分析,外界条件对化学平衡的影响。

(1)n(CH3OH)=32g32g/mol=1mol,则甲醇燃烧的热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-726.5kJ/mol(或2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l) △H=-1453 kJmol-1)。

将反应编号:2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-24.5kJ·mol-1(①式)

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=akJ·mol-1(②式)

应用盖斯定律,将①式+②式2,得2CO(g)+4H2(g)= CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=(-24.5kJ/mol)+akJ/mol2=(2a-24.5)kJ/mol。

(2)①在横坐标上任取一点作横坐标的垂直线与曲线相交,由图像可知,升高温度,CO的转化率降低,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,故△H<0。

②该反应的正反应为气体分子数减小的放热反应,提高CO的转化率可采取的措施有:增大压强、降低温度、增大H2的浓度。

③实际生产中,反应的条件控制在250℃,1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是:在250℃、此压强下,转化率比较高,再增加压强转化率增加不大,但对设备的要求会更高,生产投资更高。

练习册系列答案
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【题目】下图是牙膏中某些主要成分检验流程图,请回答以下问题:

(1)牙膏中的摩擦剂约占牙膏成分的50%,主要用于增强牙膏的摩擦作用和去污效果,不同种类的牙膏含有的摩擦剂有所不同,在上述流程图的第③步加入盐酸后会产生不同现象,请你填空:

摩擦剂

实验中出现的现象

解 释

SiO2

________________

_____________

CaCO3

________________

______________

Ca3(PO4)2

溶解无气体,加NaOH至过量后又产生沉淀

______________

Al(OH)3

溶解无气体,加NaOH至过量先产生沉淀后溶解

_______________

(2)日常生活中使用的牙膏里面都含有一定量的摩擦剂,试回答下列相关问题:

A.根据你的推测,摩擦剂应具备下列性质中的哪几条?________________

①易溶于水 ②难溶于水 ③坚硬 ④柔软 ⑤颗粒较大 ⑥颗粒较小

B.据调查,两面针儿童牙膏、珍珠王防臭牙膏和中华透明牙膏中所使用的摩擦剂依次是氢氧化铝、碳酸钙和二氧化硅,它们所属的物质类别依次是________________、____________、___________。

C.作牙膏摩擦剂的粉末状碳酸钙可以用石灰石来制备。以下是一种制备碳酸钙的生产方案,其流程图为,请你写出上述方案中有关反应的化学方程式:

①_______________ ②________________ ③___________________

(3)新制Cu(OH)2的配制方法是__________________________。

牙膏中含有一定量的甘油,其主要功能是作保湿剂,在流程图的第②步得到的澄清溶液中加入新制Cu(OH)2,产生的现象是_____,化学方程式为_________

(4)实验测定澄清溶液的pH>7,可能原因是___________。

(5)牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡:Ca5(PO4)3OH(固) 5Ca2++3PO43-+OH-

进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是_____________________

已知Ca5(PO4)3F(固)的溶解度比上面的矿化产物更小,质地更坚固。用离子方程式表示,当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因:_____________,根据以上原理,请你提出一种其它促进矿化的方法_________________________

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