(15分)Ⅰ:工业上用CO2和H2在一定条件发生如下反应合成甲醇并放出大量的热:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 回答下列问题。
(1)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2
则反应2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH= (用含ΔH1、ΔH2表示)
(2)若反应温度升高,CO2的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)写出在酸性环境中,甲醇燃料电池中的正极反应方程式
Ⅱ:生产甲醇的原料H2可用如下方法制得:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g),一定温度下,将2 mol CH4和4 mol H2O通入容积为10L的密闭反应室中,反应中CO的物质的量浓度的变化情况如图所示,请回答下列问题:
(4)反应进行到4分钟到达平衡。请计算从反应开始到刚刚平衡,平均反应速率v(H2)为 ;并求此反应在此温度下的平衡常数(在答题卡对应的方框内写出计算过程)。
(5)在第5分钟时将容器的体积瞬间缩小一半后,若在第8分钟时达到新的平衡(此时CO的浓度约为0.25 mol·L—1 ),请在图中画出第5分钟后H2浓度的变化曲线。
CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H="-890.3" kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g) △H="2.8" kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H="-566.0" kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) 的△H= 。
(2)为探究用CO2来生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验: 在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=" -" 49.0kJ/mol。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率
v(H2)= mol/(L·min)
②该反应的平衡常数表达式为 ,升高温度,平衡常数的数值将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 。
A.升高温度 |
B.充入He(g),使体系压强增大 |
C.将H2O(g)从体系中分离 |
D.再充入1molCO2和3molH2 |
④在25℃、101kPa下,1g液态甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为________________________。
⑤我们常用的一种甲醇燃料电池,是以甲醇与氧气的反应为原理设计的,其电解质溶液是KOH溶液。写出该电池负极的电极反应式__________________________。
电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新获得氯化铁溶液,准备采用下列步骤:
(1)请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式:
③ ④ ⑤ ⑥
(2)合并溶液通入⑥的离子反应方程式________________ 。
(3)若向废液中加入任意质量的①物质,下面对充分反应后的溶液分析合理的是
A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+ |
B.若有固体存在,则溶液中一定没有Cu2+ |
C.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出 |
D.若溶液中有Fe3+,则一定还有Cu2+ |
(4)若向②中加入氢氧化钠溶液,其实验现象为 。
某化学反应的反应物和产物如下:
10Al+6NaNO3+6H2O =4 Al(OH)3+3N2↑+6 NaAlO2
①该反应的氧化剂是 .
②该反应的氧化产物是 .
③反应过程中转移5mol电子,生成标准状况下N2的体积为 L.
④用单线桥表示该反应的电子转移的方向和数目
下列物质能导电的是 ;属于电解质的是 ;属于非电解质的是 (填编号)。
①HCl气体、② NH3、③熔融的NaOH 、④SO2、⑤Cu 、 ⑥氨水 ⑦KNO3溶液 、⑧液态醋酸 、⑨蔗糖、⑩硫酸钡固体
在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如下表:
T/℃ |
700 |
800 |
830 |
1000 |
1200 |
K |
0.6 |
0.9 |
1.0 |
1.7 |
2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应为 反应(填“吸热”、“放热”)。
(2)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
a.及时分离出CO气体 b.适当升高温度
c.增大CO2的浓度 d.选择高效催化剂
(3)能判断该反应已达到化学平衡状态的依据是 。
a.容器中压强不变b.混合气体中 c(CO)不变
c.v正(H2)=v逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O),试判断此时的温度为 ℃。
(5)若在(4)所处的温度下,在1L的密闭容器中,加入2molCO2和3molH2充分反应达平衡时,H2的物质的量为 mol,CO的体积分数为 。