5.甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用,工业上用甲烷氧化法合成甲醇的反应有:
(Ⅰ)CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H1=+247.3kJ•mol-1
(Ⅱ)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2=-90.1J•mol-1
(Ⅲ)2CO(g)+O2(g)?2CO2(g)△H3=-566.0kJ•mol-1

(1)用CH4和O2直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为2CH4(g)+O2(g)?2CH3OH(g)△H=-251.6kJ•mol-1
(2)某温度下,向4L横溶密闭容器中通入6molCO2和6molCH4,发生反应(i),平衡体系中各组分的体积分数均为$\frac{1}{4}$,则此温度下该反应的平衡常数K=1
(3)工业上鄂通过甲醇羟基化法制取甲酸甲酯,其反应的热化学方程式为:
CH3OH(g)+CO(g)?HCOOCO(个)△H=-29.1J•mol-1
科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:如图1所示
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看,工业制取甲酸甲酯应选择的压强是4.0×106Pa(填“3.5×106Pa”“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)
②实际工业生产中采用的温度是80℃,期理由是高于80℃时,温度对反应速率影响较小,且反应放热,升高温度时平衡逆向移动,转化率降低
(4)直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注,DMFC的工作原理如图2所示:
①通入a气体的电解是电池的负(填“正”或“负”)极
②常温下,用此电池乙惰性电极电解0.5L饱和食盐水(足量),若两极共生产气体1.12L(已折算为标准状况下的体积),则电解后溶液的pH为13(忽略溶液的体积变化)
4.节能减排是当下环境保护的重点.
(1)将C0和气态水通人一个体积固定的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:CO(g)+H20(g)=C02(g)+H2(g)△H<0
800℃,在2L恒容密闭容器中,起始时按照下表数据进行投料,达到平衡状态,K=1.0
H2OCOC02H2
n/mol0.200.2000
①从起始经过5min达到化学平衡时,用生成物C02表示该反应的反应速率v(C02):0.01mol/(L•min)平衡时,容器中C0的转化率为50%
②如图表示上述反应在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况.则t2时刻发生改变的条件可能是降低温度或降低H2浓度或增大H2O(g)浓度(写出一条).
(2)汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物,可通过反应:CO(g)+$\frac{1}{2}$02(g)?O2(g)降低其浓度.
①某温度下,在两个容器中进行上述反应,容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如表所示.请在表中的空格处填写“>”“<”或“=”
容器编号c(CO)/mol•L-1c(02)/mol•L-1c(C02)/mol•L-1V(正)和v(逆)比较
2.0×10-44.0×10-44.0×10-2V(正)=v(逆
3.0×10-44.0×10-45.0×10-2V(正)> v(逆
②相同温度下,某汽车尾气中C0、C02的浓度分别为1.0X 10-5mol/L和1.0×10-4mol/L.若在汽车的排气管上增加一个补燃器,不断补充02并使其浓度保持为1.0X10-4 mol/L,则最终尾气中CO的浓度为1.1×10-6mol/L(请保留两位有效数字).
(3)CO2在自然界循环时可与CaC03反应,CaC03是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9.现将等体积的CaCl2溶液与Na2C03溶液混合,若Na2C03溶液的浓度为2×10-4mol/L,则生成 CaC03沉淀所需原CaCl2溶液的最小浓度为5.6×10-5 mol/L.
3.合成氨需要的原料气氢气主要来自水煤气,水煤气的主要成分:CO、H2、CO2,其中一种制取方法是用炽热的炭和水蒸气反应制得.
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ/mol
(1)该反应的K值表达式为$\frac{c(CO)•c({H}_{2})}{c({H}_{2}O)}$.
(2)体积不变的条件下,下列措施中有利于提高CO产率的是AB(填字母).
A.升高温度            B.降低压强             C.增加C用量             D.通入H2
(3)某温度下,四种容器中均进行着上述反应,各容器中炭足量,其它物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如表所示.请填写表中相应的空格①和②.
容器编号c(H2O)/mol/Lc(CO)/mol/Lc(H2)/mol/LV、V比较
0.060.600.10V=V
0.060.500.40
0.120.400.80V<V
0.120.30V=V
(4)另有一个容积可变的密闭容器.恒温恒压下,向其中加入1.0mol炭和1.0mol水蒸气(H216O),发生上述反应,达到平衡时,容器的体积变为原来的1.25倍.平衡时水蒸气的转化率为25%;向该容器中补充amol炭,水蒸气的转化率将不变(填“增大”、“减小”、“不变”),再补充amol水蒸气(H218O),最终容器中C16O和C18O的物质的量之比为1:a.
(5)已知:C(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO(g);△H=-110.5kJ/mol
CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO2(g);△H=-283.0kJ/mol
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(g);△H=-241.8kJ/mol
那么,将2.4g炭完全转化为水蒸气,然后再燃烧,整个过程△H=-78.7kJ/mol.
 0  160296  160304  160310  160314  160320  160322  160326  160332  160334  160340  160346  160350  160352  160356  160362  160364  160370  160374  160376  160380  160382  160386  160388  160390  160391  160392  160394  160395  160396  160398  160400  160404  160406  160410  160412  160416  160422  160424  160430  160434  160436  160440  160446  160452  160454  160460  160464  160466  160472  160476  160482  160490  203614 

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