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甲醇是一种重要的可再生能源。 (1)已知2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)...

甲醇是一种重要的可再生能源。

1)已知2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)   ΔH =a KJ/mol

          CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)        ΔH =b KJ/mol

试写出由CH4O2制取甲醇的热化学方程式:                     

2)还可以通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)

甲图是反应时COCH3OH(g)的浓度随时间的变化情况。从反应开始到达平衡,用H2表示平均反应速率v(H2)=             

        甲图

(3)在一容积可变的密闭容器中充10 mol CO20 mol H2CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如乙图所示。

         乙图

①下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是_______。(填字母)

AH2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2  BH2的体积分数不再改变

C.体系中H2的转化率和CO的转化率相等

D.体系中气体的平均摩尔质量不再改变

②比较AB两点压强大小PA________PB(填>、<、=”)。

③若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20 L。如果反应开始时仍充入10molCO20 molH2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=         L

4)以甲醇为燃料,氧气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)。若KOH溶液足量,则写出电池总反应的离子方程式:__________

 

28.(12分) (1) 2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g) ΔH=(a+2b)kJ/mol (2分) (2) 0.15mol/(L·min)(2分) (3)①BD(2分) ②<(2分) ③14 L(2分) (4)2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O(2分) 【解析】 试题分析:(1)①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH =a KJ/mol、②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH =b KJ/mol,根据盖斯定律,①+②×2得ΔH=(a+2b)kJ/mol,所以由CH4和O2制取甲醇的热化学方程式为2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g) ΔH=(a+2b)kJ/mol。 (2)由图像可知,从反应开始到达平衡,CO的物质的量浓度减少了0.90-0.15=0.75mol/L,根据化学方程式,氢气的浓度减少了0.75mol/L×2=1.5mol/L,所以用H2表示平均反应速率v(H2)=1.5mol/L÷10min=0.15mol/(L·min). (3)①A.H2的消耗速率指的是正反应速率,而CH3OH的生成速率指的也是正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,错误; B.H2的体积分数不再改变,说明氢气的浓度保持不变,能说明反应达到平衡状态,正确;C.如果按系数比加入各反应物,无论平衡与否,体系中H2的转化率和CO的转化率都会相等,错误;D.该反应是正向气体体积减小的可逆反应,根据M=m÷n,随着反应的进行,密闭容器中质量不变,物质的量减小,若体系中气体的平均摩尔质量不再改变,说明反应达到平衡状态,正确;答案选BD。 ②A、B两点温度相同,由A到B,CO的平衡转化率升高,说明反应向正反应方向进行,当增大压强时,平衡向正反应方向移动,则A、B两点压强大小PA
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考点分析:
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氮的氢化物——氨,是重要的化工原料,在工农业生产中有广泛的应用。而烟气中的NOx必须脱除(即脱硝)后才能排放。

1)合成氨原料氢气的一个制备反应为:COH2O(g)CO2+H2

t℃时,往1L密闭容器中充入0.2mol CO0.3mol水蒸气。反应建立平衡后,体系中c(H2)0.12mol·L-1。该温度下此反应的平衡常数K_________(填计算结果)。

②保持温度不变,向上述平衡体系中再加入0.1molCO,当反应重新建立平衡时,水蒸气的总转化率α(H2O)______________________

2NH3O2在铂系催化剂作用下从145就开始反应:

4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)

H-905kJ·mol-1

不同温度下NO产率如图所示。温度高于900时,

NO产率下降的原因____________

3已知CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)ΔH-890.3kJ·mol-1

N2(g)O2(g)2NO(g)          ΔH=+180kJ·mol-1

CH4可用于脱硝,其热化学方程式为______________________

     (4) NO2O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如下图所示

在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,有关电极

反应可表示为_________

 

 

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一定条件下存在反应:COg+H2OgCO2g+H2g),其正反应放热.现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换) 密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1mol CO1mol H2O,在Ⅱ中充入1mol CO2 1mol H2,在Ⅲ中充入2mol CO 2mol H2O700条件下开始反应.达到平衡时,下列说法正确的是( 

A.容器Ⅰ中CO 的物质的量比容器Ⅱ中的多

B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同

C.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同

D.容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1

 

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10L恒容密闭容器中充入X(g)Y(g),发生反应X(g)Y(g)M(g)N(g),所得实验数据如下表:

实验

编号

温度/[

起始时物质的量/mol

平衡时物质的量/mol[]

n(X)

n(Y)

n(M)

700

0.40

0.10

0.090

800

0.10

0.40

0.080

800

0.20

0.30

a

900

0.10

0.15

b

下列说法正确的是(  

A.实验①中,若5min时测得n(M)0.050mol,则05min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)2.0×102mol/(L·min)

B.实验②中,该反应的平衡常数K2.0

C.实验③中,达到平衡是,X的转化率为60%

D.实验④中,达到平衡时,b0.060

 

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在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g) Y(g),温度T1T2X的物质的量浓度c(x)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是(   

A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量

BT2下,在0t1时间内,v(Y)=(a—b/t1 mol/(L.min)

CM点的正反应速率v大于N点的逆反应速率V

DM点时再加入一定量的X,平衡后X的转化率减小

 

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臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应为:2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是(  

A

B

C

D

升高温度,

平衡常数减小

03s内,反应速率为:

v(NO2)=0.2mol·L-1

t1时仅加入催化剂,

平衡正向移动

达平衡时,仅改变x,则xc(O2)

 

 

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试题属性
  • 题型:填空题
  • 难度:简单

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