下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分,試運用所學知識,解決下列問題:

Ⅰ.已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應的平衡常數(shù)表達式為:K=,寫出它所對應反應的化學方程式:                                  
                                                     　。 
Ⅱ.二甲醚(CH3OCH3)在未來可能替代柴油和液化氣作為潔凈液體燃料使用。工業(yè)上以CO和H2為原料生產(chǎn)CH3OCH3。工業(yè)制備二甲醚在催化反應室中(壓力2.0～10.0 MPa,溫度230～280 ℃)進行下列反應:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
ΔH1="-90.7" kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH2="-23.5" kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH3="-41.2" kJ·mol-1
(1)寫出催化反應室中三個反應的總反應的熱化學方程式:                          。
(2)在某溫度下,2 L密閉容器中發(fā)生反應①,起始時CO、H2的物質(zhì)的量分別為2 mol和6 mol,3 min后達到平衡,測得CO的轉化率為60%,則3 min內(nèi)CO的平均反應速率為　　　　　　　　。若同樣條件下起始時CO物質(zhì)的量為4 mol,達到平衡后CH3OH為2.4 mol,則起始時H2為　　　　mol。
(3)下列有關反應③的說法正確的是　　　　。
A.在體積可變的密閉容器中,在反應③達到平衡后,若加壓,則平衡不移動、混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變、混合氣體密度不變
B.若830 ℃時反應③的K=1.0,則在催化反應室中反應③的K＞1.0
C.某溫度下,若向已達平衡的反應③中加入等物質(zhì)的量的CO和H2O(g),則平衡右移、平衡常數(shù)變大
(4)為了尋找合適的反應溫度,研究者進行了一系列實驗,每次實驗保持原料氣組成、壓強、反應時間等因素不變,實驗結果如圖,

則CO轉化率隨溫度變化的規(guī)律是                                        　。
其原因是                                                   　。

Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
Ⅱ.(1)3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)
ΔH="-246.1" kJ·mol-1
(2)0.2 mol·L-1·min-1　8.4　(3)B
(4)溫度低于240 ℃時,CO的轉化率隨著溫度的升高而增大;溫度高于240 ℃時,CO的轉化率隨著溫度的升高而減小
在相等的時間里,在較低溫時,各反應體系均未達到平衡,CO的轉化率主要受反應速率影響,隨著溫度的升高反應速率增大,CO的轉化率也增大;在較高溫時,各反應體系均已達到平衡,CO的轉化率主要受反應限度影響,隨著溫度的升高平衡向逆反應方向移動,CO的轉化率減小

解析

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

研究CO2的利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義。
（1）將CO2與焦炭作用生成CO，CO可用于煉鐵等。
①已知：Fe2O3(s) + 3C(石墨) =" 2Fe(s)" + 3CO(g) △H 1 =" +489.0" kJ·mol－1
C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g)  △H 2 =" +173.0" kJ·mol－1
則CO還原Fe2O3(s)的熱化學方程式為                                 。
②某含C、H、O三種元素的有機物A，經(jīng)測定碳的質(zhì)量分數(shù)為52.16%，氫的質(zhì)量分數(shù)13.14%，它可以作燃料電池（以KOH溶液為電解液）的原料，寫出該電池的負極反應式                       。
（2）某實驗將CO2和H2充入一定體積的密閉容器中，發(fā)生反應：
CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g) △H =－49.0 kJ·mol－1
回答問題：
①該反應的平衡常數(shù)表達式為                        。
②把0.5mol的CO2和1.5mol的H2充入2L的密閉容器中，半分鐘后測得c（H2）=0.15mol/L,用CH3OH表示該反應的速率：v(CH3OH)=               
③如圖，在反應體系中加入催化劑，反應速率增大,E2的變化是         （填“增大”， “減小”或“不變”）

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

研究CO2的利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義。
(1)將CO2與焦炭作用生成CO，CO可用于煉鐵等。
已知：Fe2O3(s)＋3C(s)=2Fe(s)＋3CO(g)；ΔH1＝＋489.0 kJ·mol－1
C(s)＋CO2(g)=2CO(g)；ΔH2＝＋172.5 kJ·mol－1。
則CO還原Fe2O3的熱化學方程式為________________________________
(2)某實驗將CO2和H2充入一定體積的密閉容器中，在兩種不同條件下發(fā)生反應：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1，測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示，請回答下列問題：

①該反應的平衡常數(shù)的表達式為K＝________。
②曲線Ⅰ、Ⅱ對應的平衡常數(shù)大小關系為KⅠ________KⅡ(填“大于”、“等于”或“小于”)。
③在下圖a、b、c三點中，H2的轉化率由高到低的順序是________(填字母)。

(3)在其他條件不變的情況下，將容器體積壓縮到原來的1/2，與原平衡相比，下列有關說法正確的是________(填序號)。
a．氫氣的濃度減小
b．正反應速率加快，逆反應速率也加快
c．甲醇的物質(zhì)的量增加
d．重新平衡時n(H2)/n(CH3OH)增大

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

“低碳循環(huán)”已引起各國家的高度重視，而如何降低大氣中CO2的含量和有效地開發(fā)利用CO2正成為化學家研究的主要課題。
（1）將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進行反應
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三組數(shù)據(jù)：

實驗組
溫度℃
起始量/mol
平衡量/mol
達到平衡所需
時間/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實驗2條件下平衡常數(shù)K=           。
②實驗3中，若平衡時，CO的轉化率大于水蒸氣，則a/b 的值_______(填具體值或取值范圍)。
③實驗4，若900℃時，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均為1mol，則此時V正    V逆（填“<” ，“>” ，“=”）。
（2）已知在常溫常壓下：
①2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(g)   ΔH＝－1275.6 kJ／mol
②2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g)  ΔH＝－566.0 kJ／mol
③H2O(g) ＝ H2O(l)  ΔH＝－44.0 kJ／mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式：____________
（3）已知草酸是一種二元弱酸，草酸氫鈉（NaHC2O4）溶液顯酸性。常溫下，向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液時，比較溶液中各種離子濃度的大小關系               ；
（4）CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應，CaCO3是一種難溶物質(zhì)，其Ksp=2.8×10-9。CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的濃度為2×10-4mol/L ，則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為       _______________mol/L。
（5）以二甲醚（CH3OCH3）、空氣、H2SO4為原料，鉑為電極可構成燃料電池，其工作原理與甲烷燃料電池的原理相似。請寫出該電池負極上的電極反應式：         。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

CH4、H2、C都是優(yōu)質(zhì)的能源物質(zhì)，它們?nèi)紵臒峄瘜W方程式為：
①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，
②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，
③C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1。
(1)在深海中存在一種甲烷細菌，它們依靠酶使甲烷與O2作用產(chǎn)生的能量存活，甲烷細菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量________(填“＞”“＜”或“＝”)890.3 kJ。
(2)甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)：CH4＋CO2=2CO＋2H2，1 g CH4完全反應可釋放15.46 kJ的熱量，則：
①下圖能表示該反應過程中能量變化的是________(填字母)。

②若將物質(zhì)的量均為1 mol的CH4與CO2充入某恒容密閉容器中，體系放出的熱量隨著時間的變化如圖所示，則CH4的轉化率為________。

(3)C(s)與H2(g)不反應，所以C(s)＋2H2(g)=CH4(g)的反應熱無法直接測量，但通過上述反應可求出，C(s)＋2H2(g)=CH4(g)的反應熱ΔH＝________。
(4)目前對于上述三種物質(zhì)的研究是燃料研究的重點，下列關于上述三種物質(zhì)的研究方向中可行的是________(填字母)。

A．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，使CO2與H2O反應生成CH4與O2，并放出熱量
B．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，在常溫常壓下使CO2分解生成碳與O2
C．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2)
D．將固態(tài)碳合成為C60，以C60作為燃料

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設中都有廣泛應用，回答下列問題：
（1）氮元素原子的L層電子數(shù)為________；
（2）肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣。
已知：①N2（g）＋2O2（g）=N2O4（l）　
ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1
②N2H4（l）＋O2（g）=N2（g）＋2H2O（g）　
ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1
寫出肼和N2O4反應的熱化學方程式________________________；
（3）已知H2O（l）=H2O（g）　ΔH3＝＋44 kJ·mol－1，則表示肼燃燒熱的熱化學方程式為________________________。
（4）肼—空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時，負極的反應式為________________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

(1)已知：H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
H2(g)=H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ·mol－1
O2(g)=O2(l)　ΔH＝－6.84 kJ·mol－1
H2O(l)=H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
請寫出液氫和液氧反應生成氣態(tài)水的熱化學方程式：__________________________
電解質(zhì)溶液為KOH溶液的氫氧燃料電池，其負極的電極反應式為____________________________________。
(2)如圖表示373 K時，反應A(g)2B(g)在前110 s內(nèi)的反應進程。

①此反應的平衡常數(shù)表達式K＝________。
②373 K時反應進行到70 s時，改變的條件可能是________，反應進行到90 s時，改變的條件可能是________。

A．加入催化劑B．擴大容器體積C．升高溫度D．增大A的濃度
③請在圖中畫出反應物A在0～70 s時的濃度變化曲線。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

利用太陽能分解水生成的氫氣，在催化劑作用下氫氣與二氧化碳反應生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱ΔH分別為－285.8 kJ·mol－1、－283.0 kJ·mol－1和－726.5 kJ·mol－1。請回答下列問題：
（1）用太陽能分解10 mol水消耗的能量是          kJ。
（2）液態(tài)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳氣體和液態(tài)水的熱化學方程式為                                                                    。
（3） 在容積為2 L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，反應式：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，在其他條件不變的情況下，考察溫度對反應的影響，實驗結果如下圖所示(注：T1、T2均大于300 ℃)：

①可逆反應的平衡常數(shù)表達式K＝                
②下列說法正確的是            

A．溫度為T1時，從反應開始到平衡，生成甲醇
的平均速率為v(CH3OH)＝mol·L－1·min－1 
B．該反應在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小  
C．該反應為放熱反應 
D．處于A點的反應體系從T1變到T2，達到平衡時增大 
③在T1溫度時，將1 mol CO2和3 mol H2充入一密閉恒容容器中，充分反應達到平衡后，若CO2的轉化率為α，則容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為                  ；
（4） 在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，總反應式為
2CH3OH + 3O2＝2CO2＋4H2O，則正極的反應式為                             ；
負極的反應式為                                                          。[來

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