課題12.壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響 【查看更多】

 

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（12 分）能源問題是人類社會面臨的重大課題。甲醇是未來重要的綠色能源之一。

（l）已知：在 25 ℃、101 kPa 下,1g 甲醇燃燒生成 CO2和液態(tài)水時放熱 22．70kJ 。請寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式                  。

（2）由CO2和H2合成甲醇的化學(xué)方程式為：CO2（g）+ 3H2 （g）CH3OH（g）+H2O （g ）.在其它條件不變的情況下，實(shí)驗(yàn)測得溫度對反應(yīng)的影響如下圖所示（注：T1、T2均大于300 ℃）

①合成甲醇反應(yīng)的△H   0。（填“>”、“<”或“=” ）。

②平衡常數(shù)的表達(dá)式為:                       ．溫度為T2時的平衡常數(shù)     溫度為T1時的平衡常數(shù)（填“>”、“<”或“=”）

③在T1溫度下，將1mol CO2和 1 molH2充入一密閉恒容容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，若CO2轉(zhuǎn)化率為α，則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)的比值為                。

（3）利用甲醇燃料電池設(shè)計(jì)如下圖所示的裝置。

該裝置中 Pt 極為        極；寫出 b極的電極反應(yīng)式                           ．

 

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（12 分）能源問題是人類社會面臨的重大課題。甲醇是未來重要的綠色能源之一。

（l）已知：在 25 ℃、101 kPa 下,1g 甲醇燃燒生成 CO2和液態(tài)水時放熱 22．70kJ 。請寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式                 。

（2）由CO2和H2合成甲醇的化學(xué)方程式為：CO2（g）+ 3H2（g）CH3OH（g）+H2O （g ）.在其它條件不變的情況下，實(shí)驗(yàn)測得溫度對反應(yīng)的影響如下圖所示（注：T1、T2均大于300 ℃）

①合成甲醇反應(yīng)的△H   0。（填“>”、“<”或“=” ）。

②平衡常數(shù)的表達(dá)式為:                      ．溫度為T2時的平衡常數(shù)    溫度為T1時的平衡常數(shù)（填“>”、“<”或“=”）

③在T1溫度下，將1mol CO2和 1 molH2充入一密閉恒容容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，若CO2轉(zhuǎn)化率為α，則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)的比值為               。

（3）利用甲醇燃料電池設(shè)計(jì)如下圖所示的裝置。

該裝置中 Pt 極為       極；寫出 b極的電極反應(yīng)式                          ．

 

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（12 分）能源問題是人類社會面臨的重大課題。甲醇是未來重要的綠色能源之一。
（l）已知：在 25 ℃、101 kPa 下,1g 甲醇燃燒生成 CO2和液態(tài)水時放熱 22．70kJ 。請寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式                 。
（2）由CO2和H2合成甲醇的化學(xué)方程式為：CO2（g）+ 3H2 （g）CH3OH（g）+H2O （g ）.在其它條件不變的情況下，實(shí)驗(yàn)測得溫度對反應(yīng)的影響如下圖所示（注：T1、T2均大于300 ℃）

①合成甲醇反應(yīng)的△H  0。（填“>”、“<”或“=”）。
②平衡常數(shù)的表達(dá)式為:                      ．溫度為T2時的平衡常數(shù)    溫度為T1時的平衡常數(shù)（填“>”、“<”或“=”）
③在T1溫度下，將1mol CO2和 1 molH2充入一密閉恒容容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，若CO2轉(zhuǎn)化率為α，則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)的比值為               。
（3）利用甲醇燃料電池設(shè)計(jì)如下圖所示的裝置。

該裝置中 Pt 極為       極；寫出 b極的電極反應(yīng)式                          ．

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（2012?萬安縣模擬）能源問題是人類社會面臨的重大課題，日本大地震引起的核泄漏事故引起了人們對核能源的恐慌．而甲醇是未來重要的綠色能源之一．以CH4和H2O為原料，通過下列反應(yīng)來制備甲醇．
①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.0kJ/mol
②CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-129.0kJ/mol
（l）CH4（g）與H2O（g）反應(yīng)生成CH3OH（g）和H2（g）的熱化學(xué)方程式為
CH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）△H=+77.0KJ/L
CH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）△H=+77.0KJ/L
．
（2）將1.0molCH4和2.0molH2O（g）通過容積為100L的反應(yīng)室，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)I，測得在一定的壓強(qiáng)下CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖1．

①假設(shè)100℃時達(dá)到平衡所需的時間為5min，則用H2表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為
0.0024mol/L?min
0.0024mol/L?min
；
②100℃時反應(yīng)I的平衡常數(shù)為
7.2×10-5（mol/L）2
7.2×10-5（mol/L）2
．
（3）在壓強(qiáng)為0.1MPa、溫度為300℃條件下，將1.0molCO與2.0molH2的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)Ⅱ生成甲醇，平衡后將容器的容積壓縮到原來的
1
2
，其他條件不變，對平衡體系產(chǎn)生的影響是
CD
CD
（填字母序號）．
A．c（H2）減小               B．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢
C．CH3OH的物質(zhì)的量增加       D．重新平衡時
c(H2)
c(CH3OH)
減小      E．平衡常數(shù)K增大
（4）工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法有兩種：
①甲醇蒸氣重整法．該法中的一個主要反應(yīng)為CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），此反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是：
反應(yīng)是熵增加的反應(yīng)
反應(yīng)是熵增加的反應(yīng)
．
②甲醇部分氧化法．在一定溫度下以Ag/CeO2-ZnO為催化劑時原料氣比例對反應(yīng)的選擇性（選擇性越大，表示生成的該物質(zhì)越多）影響關(guān)系如圖2所示．則當(dāng)n（O2）/n（CH3OH）=0.25時，CH3OH與O2發(fā)生的主要反應(yīng)方程式為
2CH3OH+O2
催化劑
加熱
2HCHO+2H2O
2CH3OH+O2
催化劑
加熱
2HCHO+2H2O
．
（5）甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染，有一種電化學(xué)法可消除這種污染，其原理是：通電后，將Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化．實(shí)驗(yàn)室用圖3裝置模擬上述過程：
①寫出陽極電極反應(yīng)式
Co2+-e-=Co3+
Co2+-e-=Co3+
；
②寫出除去甲醇的離子方程式
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+；
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+；
．

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Ⅰ、合成氨對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國防建設(shè)均具有重要意義．
（1）在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行的合成氨反應(yīng)，N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），下列能表示達(dá)到平衡狀態(tài)的是
ac
ac
（填序號）．
a．混合氣體的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化
b．混合氣體的密度不再發(fā)生變化
c．反應(yīng)容器中N2、NH3的物質(zhì)的量的比值不再發(fā)生變化
d．單位時間內(nèi)斷開a個H-H鍵的同時形成3a個N-H鍵
e．三種物質(zhì)的濃度比恰好等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比
Ⅱ、能源問題是人類社會面臨的重大課題，日本大地震引起的核泄漏事故引起了人們對核能源的恐慌．而甲醇是未來重要的綠色能源之一．以CH4和H2O為原料，通過下列反應(yīng)來制備甲醇．
（1）將1.0molCH4和2.0molH2O（g）通入容積為10L的反應(yīng)室，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g），測得在一定的壓強(qiáng)下CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖．
①假設(shè)100℃時達(dá)到平衡所需的時間為5min，則用H2表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為
0.0024mol/L?min
0.0024mol/L?min
；
②100℃時反應(yīng)的平衡常數(shù)為
7.2×10-5（mol/L）2
7.2×10-5（mol/L）2
．
（2）在壓強(qiáng)為0.1MPa、溫度為300℃條件下，將1.0molCO與2.0molH2的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)CO（g）+2H2（g）?CH3OH （g）生成甲醇，平衡后將容器的容積壓縮到原來的
12
，其他條件不變，對平衡體系產(chǎn)生的影響是
CD
CD
（填字母序號）．
A．c（H2）減小               
B．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢
C．CH3OH的物質(zhì)的量增加   
D．重新平衡時c（H2）/c（CH3OH）減小
E．平衡常數(shù)K增大
（3）已知：反應(yīng)：4HCl（g）+O2（g）?2Cl2（g）+2H2O（g）△H=-116kJ/mol，H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）△H=-184kJ/mol
Ⅱ．
請回答：
①H2與O2反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式是
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-484 kJ/mol
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-484 kJ/mol
．
②斷開1mol H-O 鍵所需能量約為
463.5
463.5
kJ．

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