(14 分) 一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。⑴高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法,相关反应的热化学方程式如下:4CO(g)+Fe3O4(s)=4CO2(g)

(14 分) 一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。⑴高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法,相关反应的热化学方程式如下:4CO(g)+Fe3O4(s)=4CO2(g)

题型:不详难度:来源:
(14 分) 一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。
⑴高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法,相关反应的热化学方程式如下:
4CO(g)+Fe3O4(s)=4CO2(g)+3Fe(s)   △H="a" kJ·mol-1
CO(g)+3Fe2O3(s)=CO2(g)+2Fe3O4(s)   △H="b" kJ·mol-1
反应3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s)的△H=     kJ·mol-1(用含a、b 的代数式表示)。
⑵电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步:2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g)  △H>0
第二步:HCOOCH3(g)CH3OH(g) +CO(g)    △H>0
①第一步反应的机理可以用下图表示:

图中中间产物X的结构简式为     
②在工业生产中,为提高CO的产率,可采取的合理措施有     
⑶为进行相关研究,用CO还原高铝铁矿石,反应后固体物质的X—射线衍射谱图如图所示(X—射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐,该反应的离子方程式为     

⑷某催化剂样品(含Ni2O340%,其余为SiO2)通过还原、提纯两步获得镍单质:首先用CO将33.2 g样品在加热条件下还原为粗镍;然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni(CO)4(沸点43 ℃),并在180 ℃时使Ni(CO)4重新分解产生镍单质。
上述两步中消耗CO的物质的量之比为     
⑸为安全起见,工业生产中需对空气中的CO进行监测。
①粉红色的PdCl2溶液可以检验空气中少量的CO。若空气中含CO,则溶液中会产生黑色的Pd沉淀。每生成5.3gPd沉淀,反应转移电子数为     
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量,其结构如图所示。这种传感器利用原电池原理,则该电池的负极反应式为     

答案
⑴(2a+b)/3   ⑵①HCHO  ②升高温度,降低压强
⑶FeAl2O4+8H+=Fe2++2Al3++4H2O   ⑷3:8
⑸①0.1mol(或0.1NA)  ②CO+H2O-2e=CO2+2H+(每空2分,共14分)
解析

试题分析:⑴将“①×+②×”能得该方程式,根据盖斯定律可该反应热△H=(2a+b)/3 kJ·mol-1
⑵①CH3OH脱氢后生成HCHO;
②根据第一步和第二步的反应特点,可知“升高温度,降低压强”能提高CO的产率;
⑶根据“反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐”说明该反应的反应物有FeAl2O4、盐酸,生成物有FeCl2、AlCl3、H2O,据此便可写出离子方程式。
⑷先确定发生的两步反应:3CO+Ni2O3=3CO2+2Ni,Ni+4CO=Ni(CO)4,则这两步中消耗CO的物质的量之比为3:8。
⑸①根据“PdCl2~Pd~2e-”,则每生成5.3gPd沉淀,反应转移电子数为
②CO在负极上发生氧化反应,据得失电子守恒有CO-2e―――CO2,再据电荷守恒有CO-2e―CO2+2H+,最后据原子守恒得CO+H2O-2e=CO2+2H+
举一反三
(15分)二甲醚(DME)和甲醇是21世纪应用最广泛的两种清洁燃料,目前工业上均可由合成气在特定催化剂作用下制得。
(1)由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
已知:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)            △H1=-90.7 kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)     △H2=-23.5 kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)        △H3=-41.2 kJ·mol-1
则反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=      kJ·mol-1
(2)将合成气以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反应器中,一定条件下发生反应:
4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),其中CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示:

①该反应的平衡常数表达式为       ;P1、P2、P3由大到小的顺序为       
②若反应在P3和316℃时,起始时n(H2)/n(CO)=3,则达到平衡时,CO的转化率     50%(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)由合成气合成甲醇的反应的温度与平衡常数(K)的关系如表数据,


250℃时,将2 molCO和6 molH2充入2L的密闭容器中发生反应,反应时间与物质浓度的关系如图所示,则前10分钟内,氢气的平均反应速率为     ;若15分钟时,只改变温度一个条件,假设在20分钟时达到新平衡,氢气的转化率为33.3%,此时温度为      (从上表中选),请在图中画出15—25分钟c (CH3OH)的变化曲线。
(4)利用甲醇液相脱水也可制备二甲醚,原理是:CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O,CH3HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。与合成气制备二甲醚比较,该工艺的优点是反应温度低,转化率高,其缺点是        
题型:不详难度:| 查看答案
一定条件下,发生反应:①M(s)+N(g)R(g) △H = -Q1 kJ·mol-1,②2R (g)+N(g)2T (g) △H = -Q2 kJ·mol-1。  Q1、Q2、Q3均为正值。下列说法正确的是
A.1 mol R(g)的能量总和大于1 mol M(s)与1 mol N(g) 的能量总和
B.将2 mol R (g)与1 mol N(g)在该条件下充分反应,放出热量Q2 kJ
C.当1 mol M(s)完全转化为T (g)时(假定无热量损失),放出热量Q1+kJ
D.M(g)+N(g)R(g) △H=-Q3 kJ·mol-1 , 则Q3<Q1

题型:不详难度:| 查看答案
下列图示与对应的叙述相符的是
A.图1表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
B.图2表示0.1000mol•L—1 NaOH溶液滴定20.00mL 0.1000mol•L—1 CH3COOH溶液的滴定曲线
C.图3表示KNO3的溶解度曲线,图中a点所示的溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液
D.图4表示某可逆反应生成物的量随反应时间的变化,t时V<V

题型:不详难度:| 查看答案
(本题16分)工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。
(1)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)   ΔH=-1275.6 kJ/mol
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g)  ΔH=-566.0 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l)  ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:____________ ________
(2)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:

①脱氢反应的△H_____0,600K时,Y点甲醇的υ(正) _____υ(逆)(填“>”或“<”)
②从Y点到X点可采取的措施是_______________________________________________。
③有同学计算得到在t­1K时,该反应的平衡常数为8.1mol·L-1。你认为正确吗?请说明理由__________________________________________________________________________。
(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中,使用不同方法制得的Cu2O(Ⅰ)和(Ⅱ)分别进行催化CH3-OH的脱氢实验:
CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)
CH3OH的浓度(mol·L-1)随时间t (min)变化如下表:
序号
温度
0
10
20
30
40
50

T1
0.050
0.0492
0.0486
0.0482
0.0480
0.0480

T1
0.050
0.0488
0.0484
0.0480
0.0480
0.0480

T2
0.10
0.094
0.090
0.090
0.090
0.090
可以判断:实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H2)=              ;实验温度T1   T2(填“>”、“<”);催化剂的催化效率:实验①   实验②(填“>”、“<”)。
(4)用CH3-OH、空气、KOH溶液和石墨电极可构成燃料电池。则该电池的负极反应式为:
___________________________________________。
题型:不详难度:| 查看答案
(12分) 1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体表面合成氨的反应过程,示意如下图:

(1)图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面,图②和图③的含义分别是______,______。
(2)已知:4NH3(g) + 3O2(g) = 2N­­2(g) + 6H2O(g);  ΔH=  - 1266.8 kJ/mol
N2(g) + O2(g) =" 2NO(g)" ; ΔH =" +" 180.5kJ/mol, 氨催化氧化的热化学方程式为__________。
(3)500℃下,在A、B两个容器中均发生合成氨的反应。隔板Ⅰ固定不动,活塞Ⅱ可自由移动。

①当合成氨在容器B中达平衡时,测得其中含有1.0molN2,0.4molH2,0.4molNH3,此时容积为2.0L。则此条件下的平衡常数为____________;保持温度和压强不变,向此容器中通入0.36molN2,平衡将__________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
②向A、B两容器中均通入xmolN2和ymolH2,初始A、B容积相同,并保持温度不变。若要平衡时保持N2在A、B两容器中的体积分数相同,则x与y之间必须满足的关系式为____。
题型:不详难度:| 查看答案
最新试题
热门考点

超级试练试题库

© 2017-2019 超级试练试题库,All Rights Reserved.