工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。
请回答下列问题:
(1)在“图1”中,曲线 (填:a或b)表示使用了催化剂;该反应属于 (填:吸热、放热)反应。
(2)下列说法正确的是
A.起始充入的CO为2mol |
B.增加CO浓度,CO的转化率增大 |
C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态 |
D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1molCO和2molH2,再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小 |
(3)从反应开始到建立平衡, v(H2)=_____;该温度下CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数为______。若保持其它条件不变,将反应体系升温,则该反应化学平衡常数____ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P1、P2,且P1<P2)。
(5)已知CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-192.9kJ/mol
又知H2O(l)= H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式 。
为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的反应热,并采取相应措施。化学反应的反应热通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)实验测得,5g甲醇(CH3OH)液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量,则表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式为:。
(2)今有如下两个热化学方程式:则ab(填“>”、“=”或“<”)
H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(g)ΔH1=a kJ·mol-1
H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=b kJ·mol-1
(3)拆开1mol气态物质中某种共价键需要吸收的能量叫键能。从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。
化学键 |
H-H |
N-H |
N≡N |
键能/kJ·mol-1 |
436 |
391 |
945 |
已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=a kJ·mol-1。试根据表中所列键能数据估算a的值:_______________(注明“+”或“-”)。
(4)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的反应热进行推算。利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g);ΔH =-90.8 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH=-23.5 kJ·mol-1
③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g);ΔH=-41.3 kJ·mol-1
总反应:3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH= ;
(每空2分,共12分)实验室里需要纯净的氯化钠晶体,但现在只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠.某学生设计了如下方案:
请回答下列问题:
(1)操作①加热的目的是______,发生的反应______(填“是”或“不是”)氧化还原反应.
(2)操作②除用BaCl2溶液外,还可以用______.
(3)操作③的目的是_____,发生反应的方程式为:.
(4)操作④应在(填仪器名称)中进行.
每空2分,共10分)
(1)标准状况下,体积为11.2 L 的CO2的物质的量为mol,质量为g,其所含原子的总数为。
(2)某金属氯化物为MCl29.5g,含有0.200molCl-,则该氯化物的摩尔质量,金属M的相对原子质量为。
(每空2分,共10分)在同温同压下,对于等质量的SO2和CO2两种气体,求其下列各项比值。
(1)摩尔质量比__(2)密度比__(3)物质的量比__(4)体积比___(5)分子数比__
甘油是重要的化工原料,可以用来制造塑料,合成纤维、炸药等,写出由CH3CH2CH2Br为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。
合成路线流程图示例如下:
请在横线上注明条件,在框内写结构简式。