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        1. 工業(yè)上在催化劑作用下可利用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),圖1表示反應過程中能量的變化情況。

          請回答下列問題:
          (1)在圖I中,曲線______(填“a”或“b”)表示使用了催化劑;該反應屬于______(填“吸熱”或“放熱”)反應。
          (2)為探究外界條件對合成甲醇化學反應速率的影響規(guī)律,某科技工作者設(shè)計了以下三組實驗,部分數(shù)據(jù)已填人表中,請補充完整。
          實驗組
          T/℃
          起始濃度/mol?L-1
          等質(zhì)量催化劑的
          比表面積/m2?g-1
          CO
          H2

          280
          1.20×10-3
          5.80×10-3
          82

          280
          1.20×10-3
          5.80×10-3
          124

          350
                       
                       
          124
           
          其中設(shè)計實驗組①和②的目的是______。
          (3)“圖2”所揭示的規(guī)律是:在p1壓強達平衡時______;并請畫出在p2壓強下(p2> p1)的曲線。
          (4)在堿性條件下可將合成甲醇的反應設(shè)計成原電池,則負極的電極反應式為______。
          (15分)
          (1)b(2分)  放熱(2分)
          (2)1.20×10-3(1分)    5.80×10-3(1分) 探究等質(zhì)量催化劑的比表面積不同時對合成甲醇化學反應速率的影響規(guī)律(2分,其它合理答案也給分)
          (3)CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而降低(2分)

          (4)H2 —2e+2OH=2H2O(3分)

          試題分析:(1)讀圖1,催化劑能降低反應的活化能,曲線a代表正或逆反應的活化能高于曲線b,所以b表示使用了催化劑,a表示未使用催化劑;放熱反應中反應物總能量高于生成物總能量,吸熱反應中反應物總能量低于生成物總能量,圖中1molCO和2molH2的總能量高于1molCH3OH(g)的總能量,所以該反應是放熱反應,△H=—91kJ/mol;(2)只改變一個變量進行探究,才能更快得外界條件影響化學反應速率的規(guī)律,這是設(shè)計實驗的基本原則,實驗②③的溫度分別是280℃、350℃,則CO和H2的起始濃度、等質(zhì)量催化劑的比表面積都應該相同,所以CO和H2的起始濃度分別為1.20×10-3mol/L、5.80×10-3mol/L;實驗①②的溫度、CO和H2的起始濃度都相同,等質(zhì)量催化劑的比表面積分別為82m2/g、124m2/g,所以這組實驗的目的是探究等質(zhì)量催化劑的比表面積不同時對合成甲醇化學反應速率的影響規(guī)律;(3)讀圖2,橫縱坐標分別表示溫度、CO轉(zhuǎn)化率,當壓強不變時,曲線表示CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低;當溫度不變時,由于正反應是氣體體積減小的反應,增大壓強平衡向正反應方向移動,CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,由此推斷p2時曲線高于p1時曲線;(4)反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)中出碳元素由+2降為—2,氫元素由0升為+1,說明CO得到電子,發(fā)生還原反應,而H2失去電子,發(fā)生氧化反應,因此負極的主要反應物和產(chǎn)物是氫氣和水,由此先得出H2 —2e→H2O;堿性條件下只能用氫氧根離子使左右電荷守恒,則H2 —2e+2OH→H2O;電極反應式遵循質(zhì)量守恒定律,根據(jù)氫、氧原子個數(shù)守恒,則該電池負極反應式為H2 —2e+2OH=2H2O。
          練習冊系列答案
          相關(guān)習題

          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          強酸與強堿在稀溶液中發(fā)生中和反應的熱化學方程式為H(aq)+OH(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,向3份同體積0.2 mol ·L-1的NaOH溶液中分別加入適量的稀醋酸、濃硫酸、稀硝酸,恰好完全反應的熱效應ΔH1、ΔH2、ΔH3的關(guān)系正確的是  (  )
          A.ΔH1>ΔH2>ΔH3B.ΔH2>ΔH3>ΔH1
          C.ΔH2>ΔH1>ΔH3D.ΔH1>ΔH3>ΔH2

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          下列化學變化中,反應物的總能量低于生成物的總能量的是(  )
          A.2H2 +O22H2OB.CaO + H2O= Ca(OH)2
          C.CaCO3CaO + CO2D.CH3CH2OH(酒精)+ 3O22CO2 + 3 H2O

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

          已知反應:3I(aq)+S2O82(aq)  I3(aq)+2SO42(aq)+Q
          (1)寫出反應的平衡常數(shù)表達式:K=              。
          (2)如圖表示反應過程中有關(guān)物質(zhì)的能量,則反應過程中的Q     0(填>、<、=);(I)、(II)兩曲線中,使用催化劑的是      曲線。

          (3)反應的速率可以用I3與加入的淀粉溶液反應顯藍色的時間t來度量,t越小,反應速率越大。下表是在20℃進行實驗時所記錄的數(shù)據(jù)
          實驗編號





          c(I)/mol·L-1
          0.040
          0.080
          0.080
          0.160
          0.160
          c(S2O82)/mol·L-1
          0.040
          0.040
          0.080
          0.080
          0.040
          t/s
          88
          44
          22
          11
          t1
           
          從表中數(shù)據(jù)分析,該實驗的目的是                                           ;
          表中顯色時間t1=     s;最終得出的結(jié)論是                                  。

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          反應A+B→C分兩步進行:①A+B→X,②X→C,反應過程中能量變化如下圖所示,E1表示反應A+B→X的活化能。 下列有關(guān)敘述正確的是
          A.E2表示反應X→C的活化能
          B.反應A+B→C的△H<0
          C.X是反應A+B→C的催化劑
          D.加入催化劑可改變反應A+B→C的焓變

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          下列變化中生成物的總能量大于反應物的總能量的是(     )
          A.H + H = H—H B.H—Cl =" H" + Cl
          C.Mg + 2HCl = MgCl2 + H2D.H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          下列說法中正確的是
          A.化學反應中的能量變化,表現(xiàn)形式除熱量外還可以是光能和電能等
          B.化學反應中的能量變化不一定服從能量守恒定律
          C.在一個確定的化學反應關(guān)系中,反應物的總能量與生成物的總能量可能相同
          D.在一個確定的化學反應關(guān)系中,反應物的總能量總是高于生成物的總能量

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          下列說法正確的是
          A.31g紅磷變成31g白磷要吸收能量,說明白磷比紅磷更穩(wěn)定
          B.Ba(OH)2·8H2O 與NH4Cl 的反應是放熱反應
          C.斷開1mol H2O分子中的化學鍵所釋放的能量與形成相等質(zhì)量的H2O分子中的化學鍵所吸收的能量相等
          D.鋁熱反應中, 2molAl和1molFe2O3的總能量比2molFe和1molAl2O3的總能量高

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          下列與化學反應能量變化相關(guān)的敘述正確的是(   )
          A.生成物的總能量一定低于反應物的總能量
          B.吸熱反應一定需要加熱才能發(fā)生
          C.加快化石燃料的開采與使用,有利于節(jié)能減排,保護環(huán)境
          D.合理開發(fā)利用可燃冰(固態(tài)甲烷水合物)有助于緩解能源緊缺

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