甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景. (1) 已知在常温常压下: ①2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1275.6kJ·mol-1——青夏教育精英家教网—

5. 甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。

(1) 已知在常温常压下:

①2CH₃OH(l)+3O₂(g)2CO₂(g)+4H₂O(g)　ΔH=-1275.6kJ·mol^-1

②H₂O(l)H₂O(g)　 ΔH=+44.0kJ·mol^-1

写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式:　。

(2) 工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:

反应A:CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)　ΔH₁

反应B:CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)　　　 ΔH₂

①取五份等体积的CO₂和H₂混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH₃OH)与反应温度T的关系曲线如右图所示,则上述CO₂转化为甲醇反应的ΔH₁　　(填“>”、“=”或“<”)0。相对于反应A,反应B的优点是　　　　。

②对于反应A,若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是　　(填字母)。

A. 升高温度 B. 增加CO₂的量

C. 充入He,使体系总压强增大　　 D. 按原比例再充入CO₂和H₂

③某温度下,将4molCO和12molH₂充入2L密闭容器中发生反应B,达到平衡后,测得c(CO)=0.5mol·L^-1,则该温度下反应的平衡常数为　　。

④某种甲醇-空气燃料电池是采用铂作电极,稀硫酸作电解质溶液。该电池工作时负极的电极反应式可表示为　。　　　　　　　　　

4.(2012·惠州一模)二甲基亚砜有消炎止痛、镇静等作用。甲醇和硫化氢在γ-Al₂O₃催化剂作用下生成甲硫醚(),甲硫醚再与NO₂反应制取二甲基亚砜(),有关反应如下:

反应①:2CH₃OH(l)+H₂S(g)(CH₃)₂S(l)+2H₂O(l)　ΔH=-akJ·mol^-1

反应②:(CH₃)₂S(l)+NO₂(g)(CH₃)₂SO(l)+NO(g)　　　 ΔH=-bkJ·mol^-1

反应③:2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)　 ΔH=-ckJ·mol^-1

(1) 写出用甲硫醚直接和氧气反应制取二甲基亚砜反应的热化学方程式:　　　　。

(2) 能说明反应2CH₃OH(l)+H₂S(g)(CH₃)₂S(l)+2H₂O(l)达平衡状态的是　　(填字母)。(不考虑:2NO₂N₂O₄)

A. v(CH₃OH)=2v(H₂S)　　　　　　　　　　　　 B. 恒容容器中,体系的压强不再改变

C. 恒容容器中,体系中气体的密度不再改变　　 D. 恒容容器中,NO₂的深度不再改变

(3) 反应③在一定条件下可达到平衡,则此条件下该反应的平衡常数表达式为K=　　。

(4) N₂O₅是一种新型绿色硝化剂,其制备方法有以下两种。

①方法1:4NO₂(g)+O₂(g)2N₂O₅(g)　ΔH=-56.76kJ·mol^-1　

常温下,该反应能逆向自发进行,则逆反应的ΔS　　(填“>”、“<”或“=”)0。

②方法2:用硼氢化钠燃料电池作电源,采用电解法制备得到N₂O₅,工作原理如右图。则硼氢化钠燃料电池的正极反应式为　。

3.(2013·茂名二模)TiO₂俗称钛白粉,用途广泛,现正广泛开发,将来有机会成为新工业。工业上利用TiO₂制备金属钛的流程如下:

精TiCl₄金属钛

已知:

Ti(s)+O₂(g)TiO₂(s)　ΔH=-946kJ·mol^-1

2C(s)+O₂(g)2CO(g)　ΔH=-221kJ·mol^-1

Ti(s)+2Cl₂(g)TiCl₄(g)　ΔH=-815kJ·mol^-1

某温度下各物质的沸点如下:

物质	TiCl₄	FeCl₃	SiCl₄	AlCl₃
沸点/℃	136	310	56.5	180

回答下列问题:

(1)在氯化工序中发生反应:TiO₂(s)+2Cl₂(g)+2C(s)TiCl₄(g)+2CO(g)。试计算其反应的ΔH=　　kJ·mol^-1;该反应的平衡常数表达式为K=　　　　,在右图中作出TiCl₄达到平衡后百分含量随温度的变化趋势图。

(2)氯化过程中带入的副产物有FeCl₃、SiCl₄和AlCl₃,可用　　方法获得较纯净的TiCl₄。

(3)TiO₂与Cl₂发生反应:TiO₂(s)+2Cl₂(g)TiCl₄(l)+O₂(g)　ΔH=+151kJ·mol^-1。该反应在高温条件下难以发生,但加入碳后反应能顺利进行,试解析上述原因:　。

(4) 还原工序要在惰性气体的气氛中进行的理由是　。

2.(2013·东山二模)“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO₂是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此,控制和治理CO₂是解决温室效应的有效途径。

(1)将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g),得到如下三组数据:

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
CO	H₂O	H₂	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①实验1条件下平衡常数K=　　(取小数点后两位数字)。

②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则的值　　(填具体值或取值范围)。

③实验4,若900℃时,在此容器中加入10molCO、5molH₂O、2molCO₂、5molH₂,则此时v(正)　　(填“<”、“>”或“=”)v(逆)。

(2)CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应,CaCO₃是一种难溶物质,其K_sp=2.8×10^-9。CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀,现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合,若Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^-4mol·L^-1,则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为　　　　。

(3)已知:BaSO₄(s)+4C(s)4CO(g)+BaS(s)　ΔH₁=+571.2kJ·mol^-1,

BaSO₄(s)+2C(s)2CO₂(g)+BaS(s)　ΔH₂=+226.2kJ·mol^-1。

则反应C(s)+CO₂(g)2CO(g)的ΔH₃=　　kJ·mol^-1。

(4)寻找新能源是解决温室效应的一条重要思路。磷酸亚铁锂LiFePO₄是一种新型汽车锂离子电池,总反应为FePO₄+LiLiFePO₄,电池中的固体电解质可传导Li⁺,则该电池放电时的正极和负极反应式分别为　　　　　　　和　　　　　　。若用该电池电解蒸馏水(电解池电极均为惰性电极),当电解池两极共有3360mL气体(标准状况)产生时,该电池消耗锂的质量为　　g。