(12分) 甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:反应I: CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g
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(12分) 甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。 (1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇: 反应I: CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH1 反应II: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2 ①上述反应符合“原子经济”原则的是 (填“I”或“Ⅱ”)。 ②已知反应Ⅰ的能量变化如图所示:由表中数据判断 ΔH1 0 (填“>”、“=”或“<”)。
③某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)= 0.2 mol/L, 则CO的转化率为 (2)已知在常温常压下: ① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ/mol ② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ/mol ③ H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol 请计算1 mol甲醇不完全燃烧生成1 mol一氧化碳和液态水放出的热量为________ (3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如右图所示的电池装置。
①该电池正极的电极反应为____________ ②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为____________. |
答案
(1)①1 ②< ③80% (2)442.8KJ (3)①O2+2H2O+4e-=4OH- ②2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O |
解析
(1)①根据方程式可知,反应I中反应物全部转化为甲醇,符合“原子经济”原则。 ②根据图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以反应是放热反应,则ΔH1<0。 ③反应前CO的浓度是1mol/L,所以消耗的CO是1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L,所以其转化率是80%。 (2)考查反应热的有关计算。根据盖斯定律可知,(①-②+③×4)÷2即得到CH3OH(l) + O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l),所以反应热是△H=(-1275.6 kJ/mol+566.0 kJ/mol-44.0 kJ/mol×4)÷2=-442.8kJ/mol,所以1 mol甲醇不完全燃烧生成1 mol一氧化碳和液态水放出的热量为442.8kJ。 (3)①原电池中正极得到电子,所以氧气在正极通入。由于电解质是氢氧化钾溶液,所以正极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-。 ②由于负极是甲醇失去电子,生成碳酸钾和水,所以总反应式是2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O。 |
举一反三
已知在101kPa时:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-820 kJ·mol-1。则下列说法正确的是A.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH>-820 kJ·mol-1 | B.CH4的燃烧热是820 kJ | C.1mol CH4和2mol O2的键能之和大于1mol CO2和2mol H2O的键能之和 | D.11.2L(标准状况)CH4完全燃烧生成气态水时放出410kJ热量。 |
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当1 g氨气完全分解为氮气、氢气时,吸收2.72 kJ的热量,则下列热化学方程式正确的是 ①N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol ②N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-46.2 kJ/mol ③NH3(g)===1/2N2(g)+3/2H2(g) ΔH=+46.2 kJ/mol ④2NH3(g)===N2(g)+3H2(g) ΔH=-92.4 kJ/mol |
已知:① 2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-568kJ/mol ② H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=―248kJ·mol-1 已知CO和H2的混合物1mol在氧气中充分燃烧放出的热量272KJ,则该混合气体中CO和氢气的物质的量的比值为 |
(本题共10分)白磷、红磷是磷的两种同素异构体,在空气中燃烧得到磷的氧化物,空气不足时生成P4O6,空气充足是生成P4O10。 (1)已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为: P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH1=" -2983.2" kJ•mol-1, P(s,红磷)+ 5/4O2(g)="1/4" P4O10(s) ΔH2=" -738.5" kJ•mol-1 则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为 。 (2)已知298K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(s,白磷)+3O2(g)=P4O6(s) ΔH= -1638kJ•mol-1。在某密闭容器中加入62g白磷和50.4L氧气(标准状况下),控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P4O10和P4O6的物质的量之比为 ,反应过程中放出的热量为为 。 (3)已知白磷和PCl3的分子结构如图所示,现提供以下的化学键的键能(KJ/mol):P-P 198,Cl-Cl 243,P-Cl 331。
则反应P4(s,白磷)+6Cl2(g)=4PCl3(s)的反应热ΔH = 。 |
下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是( ) ①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1 C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2 ②NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH3 NaOH(aq)+HNO3(aq)===NaNO3(aq)+H2O(l) ΔH4 ③H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH5 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH6 ④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH7 CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH8 |
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