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        1. (14分)實(shí)現(xiàn)“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項(xiàng)重要課題就是如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):

              CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下圖1表示該反應(yīng)過程中能量(單位為kJ·mol1)的變化:

          (1)關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中,正確的是____________(填字母)。

              A.△H>0,△S>0                 B.△H>0,△S<0

              C.△H<0,△S<0                 D.△H<0,△S>0

          (2)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為1L的密閉容器中,充入1mol CO2和  4molH2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如上圖2所示。

              ①從反應(yīng)開始到平衡,CH3OH的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=___________;H2的轉(zhuǎn)化率w(H2)=_________________。

              ②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=____________。

              ③下列措施中能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是___________(填字母)。

              A.升高溫度                        B.將CH3OH(g)及時(shí)液化抽出

              C.選擇高效催化劑                  D.再充入1molCO2和4 molH2

          (3)25℃,1.01×10 5Pa時(shí),16g液態(tài)甲醇完全燃燒,當(dāng)恢復(fù)到原狀態(tài)時(shí),放出363.3kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:__________________________。

          (4)選用合適的合金為電極,以氫氧化鈉、甲醇、水、氧氣為原料,可以制成一種以甲醇為原料的燃料電池,此電池的負(fù)極應(yīng)加入和通入的物質(zhì)有_____________;其正極的電極反應(yīng)式是:_____________________。

           

          【答案】

          (1) C(2分)

          (2) ① 0.075 mol·L-1·min-1 (1分)     56.25%(1分)

          ②  (2分)

          ③ BD(2分,少選、多選或錯(cuò)選均不能得分)

          (3)CH3OH(l)+3/2O2 =CO2(g)+2H2O(l)  H=-726.6kJ·mol-1 (2分,單位錯(cuò)漏扣1分)

          (4)甲醇、氫氧化鈉、水(2分,漏寫一個(gè)扣1分,漏寫兩個(gè)或錯(cuò)寫均不得分);

          O2+2H2O+4e-=4OH(2分)

          【解析】(1)由圖①可知反應(yīng)物能量高,生成物能量低,屬于放熱反應(yīng)。由方程式可知該反應(yīng)是熵值減少的反應(yīng),答案選C。

          (2)由圖②可以看出反應(yīng)進(jìn)行到10min時(shí)得到平衡,此時(shí)甲醇的量是0.75mol,故消耗的氫氣是2.25mol,其轉(zhuǎn)化率是。CH3OH的平均反應(yīng)速率是0.075 mol·L-1·min-1 。平衡常數(shù)是指在一定條件下,可逆反應(yīng)達(dá)到平衡是生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值。反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

          該反應(yīng)是1個(gè)體積減小的、放熱的可逆反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。將CH3OH(g)及時(shí)液化抽出,降低生成物濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。催化劑不能改變平衡狀態(tài)。若再充入1molCO2和4 molH2,因?yàn)槿萜黧w積不變,所以相當(dāng)于加壓,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。BD正確。

          (3)考查熱化學(xué)方程式的書寫和反應(yīng)熱的計(jì)算。

          (4)在反應(yīng)中甲醇失去電子被氧化,所以應(yīng)通入負(fù)極,同時(shí)加入的還有氫氧化鈉和水,構(gòu)成電解質(zhì)。氧氣得到電子,在正極通入,電極反應(yīng)式是O2+2H2O+4e-=4OH

           

          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          實(shí)現(xiàn)“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項(xiàng)重要課題就是    如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用的資源.目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇.一定條件下發(fā)生反應(yīng):
          CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g),圖1表示該反應(yīng)過程中能量(單位為kJ?mol-1)的變化:
          (1)關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中,正確的是
          C
          C
          (填字母).
          A.△H>0,△S>0   B.△H>0,△S<0   C.△H<0,△S<0    D.△H<0,△S>0
          (2)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為l L的密閉容器中,充入l mol CO2和3mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如上圖2所示.
          ①從反應(yīng)開始到平衡,CH3OH的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=
          0.075mol
          0.075mol
           mol?(L?min)-1;H2的轉(zhuǎn)化率=
          75%
          75%

          ②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=
          c(CH3OH)?c(H2O)
          c(CO2)?c3(H2)
          c(CH3OH)?c(H2O)
          c(CO2)?c3(H2)

          ③下列措施中能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是
          BD
          BD
           (填字母).
          A.升高溫度                B.將CH3OH(g)及時(shí)液化抽出
          C.選擇高效催化劑          D.再充入l molCO2和3molH2
          (3)25℃,1.01×105Pa時(shí),16g 液態(tài)甲醇完全燃燒,當(dāng)恢復(fù)到原狀態(tài)時(shí),放出363.3kJ的熱量,寫出表示CH3OH燃燒熱的熱化學(xué)方程式:
          CH3OH(l)+
          3
          2
          O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.6 kJ?mol-1
          CH3OH(l)+
          3
          2
          O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.6 kJ?mol-1

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          [化學(xué)--選修化學(xué)與技術(shù)]工業(yè)上以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸.
          (1)寫出燃燒黃鐵礦的化學(xué)方程式
          4FeS2+11O2
           高溫 
          .
           
          2Fe2O3+8SO2
          4FeS2+11O2
           高溫 
          .
           
          2Fe2O3+8SO2

          (2)接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是
          2SO2+O2
          催化劑
          加熱
          2SO3
          2SO2+O2
          催化劑
          加熱
          2SO3

          (3)判斷下列說法正確的是(選填序號字母)
          abd
          abd

          a.為使黃鐵礦充分燃燒,需將其粉碎
          b.過量空氣能提高SO2的轉(zhuǎn)化率
          c.使用催化劑能提高SO2的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率
          d.沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵
          (4)吸收塔中用濃硫酸吸收三氧化硫而不用水的原因是
          避免形成酸霧
          避免形成酸霧

          (5)吸收塔排出的尾氣可以用兩種方法處理:
          方法①:先用氨水吸收,再用濃硫酸處理.用濃硫酸處理的主要目的是
          獲得較高濃度的SO2
          獲得較高濃度的SO2

          方法②:先用含一定水的亞硫酸鈉吸收后再加熱處理,也可達(dá)到與方法①相同的目的.為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,其所需能量可以由
          流程中三步驟產(chǎn)生的廢熱提供
          流程中三步驟產(chǎn)生的廢熱提供
          提供.與方法①相比,方法②的優(yōu)點(diǎn)是
          亞硫酸鈉可以循環(huán)利用
          亞硫酸鈉可以循環(huán)利用

          (6)SO2既可作為生產(chǎn)硫酸的原料循環(huán)再利用,也可用于工業(yè)制溴過程中吸收潮濕空氣中的Br2.SO2吸收Br2的離子方程式是
          SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-
          SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

          (2013?樂山一模)實(shí)現(xiàn)“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項(xiàng)重要課題就是如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用的資源.目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇.一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)
           
          CH3OH(g)+H2O(g),如圖1表示該反應(yīng)過程中能量(單位為kJ?mol-1)的變化:

          (1)關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中,正確的是
          C
          C
          (填字母).
          A.△H>0,△S>0;      B.△H>0,△S<0
          C.△H<0,△S<0;     D.△H<0,△S>0
          (2)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為l L的密閉容器中,充入l mol CO2和4mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)
           
          CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖2所示.
          ①從反應(yīng)開始到平衡,CO2的平均反應(yīng)速率v(CO2)=
          0.075mol?L-1?min-1
          0.075mol?L-1?min-1
          ;H2的轉(zhuǎn)化率w(H2)=
          56.25%
          56.25%

          ②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=
          C(CH3OH)?C(H2O)
          C(CO2)?C3(H2)
          C(CH3OH)?C(H2O)
          C(CO2)?C3(H2)

          ③下列措施中能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是
          BD
          BD
           (填字母).
          A.升高溫度
          B.將CH3OH(g)及時(shí)液化抽出
          C.選擇高效催化劑
          D.再充入1molCO2和4molH2
          (3)25℃,1.01×105Pa時(shí),16g 液態(tài)甲醇完全燃燒,當(dāng)恢復(fù)到原狀態(tài)時(shí),放出363.3kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
          CH3OH(l)+
          3
          2
          O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.6kJ?mol-1
          CH3OH(l)+
          3
          2
          O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.6kJ?mol-1

          (4)選用合適的合金為電極,以氫氧化鈉、甲醇、水、氧氣為原料,可以制成一種以甲醇為原料的燃料電池,此電池的負(fù)極應(yīng)加入或通入的物質(zhì)有
          甲醇、氫氧化鈉、水
          甲醇、氫氧化鈉、水
          _;其負(fù)極的電極反應(yīng)式是:
          2CH3OH+16OH?-12e-=2CO32-+12H2O
          2CH3OH+16OH?-12e-=2CO32-+12H2O

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          科目:高中化學(xué) 來源:2014屆陜西省高二下學(xué)期期末考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

          實(shí)現(xiàn) “節(jié)能減排” 和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項(xiàng)重要課題就是如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):

          CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下圖1表示該反應(yīng)過程中能量變化:

          (1)關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中,正確的是____________(填字母)。

          A.△H>0,△S>0               B.△H>0,△S<0

          C.△H<0,△S<0               D.△H<0,△S>0

          (2)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為l L的密閉容器中,充入l mol CO2和4mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如上圖2所示。

          ①從反應(yīng)開始到平衡,CO2的平均反應(yīng)速率v(CO2)=         ;

          H2的轉(zhuǎn)化率w(H2) =        。

          ②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=                。

          ③下列措施中能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是       (填字母)。

          A.升高溫度

          B.將CH3OH(g)及時(shí)液化抽出

          C.選擇高效催化劑

          (3)25℃,1.01×105Pa時(shí),16g液態(tài)甲醇完全燃燒,當(dāng)恢復(fù)到原狀態(tài)時(shí),放出363.3kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_____________。

           

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          科目:高中化學(xué) 來源:2010-2011學(xué)年山西大學(xué)附中高三2月月考(理綜)化學(xué)部分 題型:選擇題

          工業(yè)上以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸。

          (1)寫出燃燒黃鐵礦的化學(xué)方程式                               。

          (2)接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是                                。

          (3)判斷下列說法正確的是(選填序號字母)                 。

          a.為使黃鐵礦充分燃燒,需將其粉碎

          b.過量空氣能提高SO2的轉(zhuǎn)化率

          c.使用催化劑能提高SO2的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率

          d.沸騰爐排出的礦渣可供煉鐵

          (4)吸收塔中用濃硫酸吸收三氧化硫而不用水的原因是是              。

          (5)吸收塔排出的尾氣可以用兩種方法處理:

          方法①:先用氨水吸收,再用濃硫酸處理。用濃硫酸處理的主要目的是         ;

          方法②:先用含一定水的亞硫酸鈉吸收后再加熱處理,也可達(dá)到與方法①相同的目的。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,其所需能量可以由         提供。與方法①相比,方法②的優(yōu)點(diǎn)是          。

          (6)SO2 既可作為生產(chǎn)硫酸的原料循環(huán)再利用,也可用于工業(yè)制溴過程中吸收潮濕空氣中的Br2。SO2 吸收Br2的離子方程式是                           。

           

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