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1、填空题 二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用.
工业上以C0和H2为原料生产CH30CH3的新工艺主要发生三个反应:
①CO(?g)+2H2(g)?CH3OH(?g)△H1=-91KJ?mol-1
②2CH30H(g)?CH30CH3(g)+H20(g)△H2=-24KJ?mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3=-41KJ?mol-1
回答下列问题:
(1)新工艺的总反应为:3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H该反应△H=______,平衡常数表达式K=______
(2)增大压强,CH30CH3的产率______(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)原工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行,无反应③发生.新工艺中反应③的发生提高了CH30CH3的产率,原因是______.
(4)为了寻找合适的反应温度,研究者进行了一系列试验,每次试验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,试验结果如图.CO转化率随温度变化的规律是______,其原因是______.
参考答案:(1)已知①CO(?g)+2H2(g)?CH3OH(?g)△H1=-91KJ?mol-1,
②2CH30H(g)?CH30CH3(g)+H20(g)△H2=-24KJ?mol-1,
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3=-41KJ?mol-1,
根据盖斯定律,①×2+②+③得3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-247KJ?mol-1,
平衡常数指产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值,所以k=c(CH3OCH3)?c(CO2)c3(CO)?c3(H2),
故答案为:-247KJ?mol-1;c(CH3OCH3)?c(CO2)c3(CO)?c3(H2);
(2)反应前后气体的气体减小,增大压强平衡向体积减小的方向移动,即向正反应方向移动,CH30CH3的产率增大,故答案为:增大;
(3)反应③消耗了反应②中的产物H2O,使反应②的化学平衡向正反应方向移动,从而提高CH3OCH3的产率,
故答案为:反应③消耗了反应②中的产物H2O,使反应②的化学平衡向正反应方向移动,从而提高CH3OCH3的产率;
(4)由图表可知,温度低于240℃时,CO的转化率随着温度的升高而增大;温度高于240℃时,CO的转化率随着温度的升高而减小,
在较低温时,各反应体系均未达到平衡,CO的转化率主要受反应速率影响,随着温度的升高反应速率增大,CO的转化率也增大;在较高温时,各反应体系均已达到平衡,CO的转化率主要受反应限度影响,随着温度的升高平衡向逆反应方向移动,CO的转化率减小,
故答案为:温度低于240℃时,CO的转化率随着温度的升高而增大;温度高于240℃时,CO的转化率随着温度的升高而减小;
在较低温时,各反应体系均未达到平衡,CO的转化率主要受反应速率影响,随着温度的升高反应速率增大,CO的转化率也增大;在较高温时,各反应体系均已达到平衡,CO的转化率主要受反应限度影响,随着温度的升高平衡向逆反应方向移动,CO的转化率减小.
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 与甲醇燃料电池相比,乙醇燃料电池具有毒性低、理论能量密度高等优点,因此被广泛认为是更有前途的燃料电池.图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图.乙池中的两个电极均为石墨电极,乙池中盛有100mL 3.00mol/L的CuSO4溶液.请回答下列问题:

(1)N的电极反应式为______.
(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属铜6.4g时,甲池中理论上消耗氧气______L(标准状况下).
(3)在此过程中,若乙池中两电极产生的气体体积恰好相等时(标准状况下),理论上需通入乙醇______?g.
(4)工业上可以利用下列反应制取乙醇:
反应I:2CO2(g)+6H2(g)
CH3CH2OH(g)+3H2O(g)?25℃时.K=2.95×1011
反应II:2CO2(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)25℃时,K=1.7l×1022
①写出反应I的平衡常数表达式K=______,
②条件相同时,反应I与反应II相比,转化程度更大的是______.
③在一定压强下,测得反应I的实验数据如下表:
温度(K) CO2转化率(%) n(H2)/n(CO2) | 500 | 600 | 700 | 800 1.5 45 33 20 12 2 60 43 28 15 3 83 62 37 22
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根据表中数据分析:温度升高,K值______(填“增大”、“减小”或“不变”),提高氢碳比.n(H2)/n(CO2),对生成乙醇______(填“不利”或“有利”).
参考答案:(1)燃料电池中,通入燃料的电极是负极,通入氧气的电极是正极,所以N极是电解池的阳极,放电的是电解质中的氢氧根离子,即4OH--4e-=O2↑+2H2O,故答案为:4OH--4e-=O2↑+2H2O;
(2)乙池中M极是阴极,该极上析出金属铜,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,当生成金属铜6.4g即0.1mol时,转移电子为0.2mol,甲池和乙池是串联电路,电路中转移电子的量相等,根据甲池中氧气的放电反应O2+2H2O+4e-=4OH-,当转移0.2mol电子时,消耗氧气的物质的量为0.05mol,体积是0.05mol×22.4L/mol=1.12L,,故答案为:1.12;
(3)乙池中阳极反应是4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极反应依次是:Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2,当铜离子全部放电时,转移电子是0.6mol,设转移nmol电子时,两极上产生气体的体积相等,则两极上产生气体的物质的量等式表示为:0.25n=0.5(n-0.6),解得n=1.2,根据反应C2H6O+3O2=2CO2+3H2O,在转移,12mol电子时,消耗C2H6O的量为1mol,当转移1.2mol电子时,理论上消耗乙醇0.1moL,质量是4.6g,故答案为:4.6;
(4)①平衡常数K=生成物平衡浓度系数次方的乘积反应物平衡浓度系数次方的乘积=[C2H6O][H2O]3[CO2]2[H2]6?,故答案为:[C2H6O][H2O]3[CO2]2[H2]6?;
②根据平衡常数表征的意义:K越大表示反应物的转化程度大,故答案为:反应II;
③根据表中的数据可以看出,温度越高,二氧化碳的转化率越小,所以平衡越往左移动,说明向左的方向是吸热的,即反应是放热,温度越高K越小,根据表中数据提高氢碳比n(H2)/n(CO2),二氧化碳的转化率增大,所以向右进行,有利于乙醇的生成,故答案为:减小,有利.
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 对于可逆反应:A2(g)+3B2(s)
2AB3(g) ΔH<0,下列图象中正确的是
[? ]
A. 
B. 
C. 
D. 
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 如图所示,在常温下容器A中盛有500mL蒸馏水,在容器B中盛有500ml 1mol/L的盐酸,在烧瓶C和D中充满二氧化氮气体,并用导管将它们连通。向A容器中加入50g硝酸铵晶体,小心搅拌,使其迅速溶解;向B中加入10g苛性钠固体,小心搅拌也使其迅速溶解,随着A、B中固体物质的溶解,烧瓶C和D中气体的颜色变化是_________________(提示:2NO2(g)
N2O4(g) △H =-56.9kJ/mol)
① 不变
② 烧瓶C中颜色变深,D中变浅
③烧瓶C中变浅,D中变深
④两个烧瓶中的颜色都变深

参考答案:③
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 一定温度下可逆反应:A(s)+2B(g)
C(g)+D(g);△H <0。现将l molA和2 mol B加入甲容器中,将2 mol C和2 mol D加入乙容器中,此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍(如图所示,隔板K不能移动),t1时两容器内均达到平衡状态。下列说法正确的是

[? ]
A.升高温度,达到新平衡后,甲中B的体积分数增大,乙中B的体积分数减小
B.将活塞由“4”推进到“3”,达到新平衡后,甲、乙两容器中C的百分含量相同
C.保持温度不变,向甲中再加入1 mol A和2 mol B,达到新平衡后,c(B)甲>2c(B)乙
D.保持温度和乙中压强不变,向乙中再加入2 mol D,达到新平衡后,c(B)乙=2c(B)甲
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般