填空题 (10分)甲醇合成反应为:CO(g)+2H2(g)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/f1r5ldyt4zx.png\" style=\"vertical-align:middle;\">CH3OH(g)
(1)合成甲醇的反应过程中物质能量变化如图所示。写出合成甲醇的热化学方程式 。
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/voy52kvfic2.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
(2)实验室在lL密闭容器中进行模拟合成实验。将1 mol CO和2 mol H2通入容器中,分别恒温在300 ℃和500 ℃反应,每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下:(表中数据单位:mol?L—l)
温度\时间
| 10min
| 20min
| 30min
| 40min
| 50min
| 60min
|
300 ℃
| 0.40
| 0.60
| 0.75
| 0.84
| 0.90
| 0.90
|
500 ℃
| 0.60
| 0.75
| 0.78
| 0.80
| 0.80
| 0.80
|
①300 ℃时反应开始10分钟内,H2的平均反应速率为
;
②500 ℃时平衡常数K的数值为
;
③300 ℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是
(选填编号)。
a.c(H2)减小
b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.CH3OH 的物质的量增加
d.重新平衡时
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(3)下图是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B、D均为石墨电极,C为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同。
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①甲中负极的电极反应式为
;
②乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为
;
③反应结束后,要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀,需要
mL5.0 mol?L—lNaOH 溶液。
填空题 (10分)甲醇合成反应为:CO(g)+2H2(g)
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(1)合成甲醇的反应过程中物质能量变化如图所示。写出合成甲醇的热化学方程式 。
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(2)实验室在lL密闭容器中进行模拟合成实验。将1 mol CO和2 mol H2通入容器中,分别恒温在300 ℃和500 ℃反应,每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下:(表中数据单位:mol?L—l)
温度\时间
| 10min
| 20min
| 30min
| 40min
| 50min
| 60min
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300 ℃
| 0.40
| 0.60
| 0.75
| 0.84
| 0.90
| 0.90
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500 ℃
| 0.60
| 0.75
| 0.78
| 0.80
| 0.80
| 0.80
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①300 ℃时反应开始10分钟内,H2的平均反应速率为
;
②500 ℃时平衡常数K的数值为
;
③300 ℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是
(选填编号)。
a.c(H2)减小
b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.CH3OH的物质的量增加
d.重新平衡时
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600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/tjcxoiysvgz.png\" style=\"vertical-align:middle;\">减小
(3)下图是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B、D均为石墨电极,C为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同。
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600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/hkebvjavaon.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
①甲中负极的电极反应式为
;
②乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为
;
③反应结束后,要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀,需要
mL5.0 mol?L—lNaOH 溶液。
本题答案:(10分)
(1)CO(g)+2H2(g)
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本题解析:
试题分析:(1)根据图像可知,反应物的能量比生成物的能量高,该反应是放热反应,在根据图中数据可得合成甲醇的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)
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600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/5uwnuscngzf.png\" style=\"vertical-align:middle;\">CH3OH(g)?H=-(b-a)kJ/mol
(2)①根据化学反应CO(g)+2H2(g)
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600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/5uwnuscngzf.png\" style=\"vertical-align:middle;\">CH3OH(g),300 ℃时反应开始10分钟内,生成甲醇0.40mol/L,则消耗氢气0.80mol/L,H2的平均反应速率为0.80/10=\" 0.08\" mol /(L?min);
②根据CO(g)+2H2(g)
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600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060703/5uwnuscngzf.png\" style=\"vertical-align:middle;\">CH3OH(g)
起始 1 2 0
变化 0.80 1.6 0.80
平衡 0.20 0.4 0.80 K=0.80÷(0.20×0.40×0.40)=25
③300 ℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2。a.压缩容器的体积,各物质的浓度均增大,c(H2)增大,错误;b.正反应速率加快,逆反应速率也加快,错误;c.增大压强,平衡正向移动,CH3OH的物质的量增加,正确;d.平衡正向移动,氢气减少,甲醇增多,重新平衡时氢气和甲醇的浓度比减小,正确;选cd。
(3)①在甲醇燃料电池中,甲醇作负极,失电子,在KOH溶液中生成碳酸钾和水,甲中负极的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-= CO32-+6H2O;
②工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同,电极反应为
A: 4OH--4e-=O2↑+2H2O B: Cu2++2e-=Cu 2H++2e-=H2↑
4x x 0; 0.1 0.2 2x x
4x=0.2+2x,解得x=\"0.1,\" 则乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为2. 24 L;
③反应结束后,阳极Cu-2e-=Cu2+,阴极2Fe3++2e-=2Fe2+
0.5 0.25 0.5 0.5 0.5
加入NaOH为(0.25mol×2+0.5mol×2)÷ 5.0 mol/L=0.3L=300mL。
考点:考查热化学方程式的书写,化学反应速率及平衡常数的计算,甲醇燃料电池等知识。
本题所属考点:【化学平衡】
本题难易程度:【困难】
A poor spirit is poorer than a poor purse. 精神空虚比钱包空虚更可怜.