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试题 试卷

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题型:填空题 题类:常考题 难易度:普通

下面为CO2加氢制取乙醇的反应:

2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3CH2OH(g)+3H2O(g)

△H=QkJ/mol (Q>0)

在密闭容器中,按CO2与H2的物质的量之比为1:3进行投料,在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如图1所示.完成下列填空:

(1)表示CH3CH2OH体积分数曲线的是 (选填序号).

(2)图1中曲线a和c的交点R对应物质的体积分数 yR= %.

(3)在强酸性的电解质水溶液中,惰性材料做电极,电解CO2可得到多种燃料,其原理如图2所示.

①该工艺中能量转化方式主要有 

②电解时,生成乙烯的电极反应式 

(4)在3L容积可变的密闭容器中发生反应,H2(g)+CO2(g)⇌H2O (g)+CO(g)已知c(CO)﹣反应时间t变化曲线Ⅰ如图3所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ.当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是 

当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是 

举一反三

铁及碳的化合物在社会生产、生活中有着广泛的应用.请回答下列问题:

(1)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一.

已知:①Fe3O4(s)+4C(s)⇌3Fe(s)+4CO(g)△H=+646.0kJ•mol1

②C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)△H=+172.5kJ•mol1

则Fe3O4(s)+4CO(g)⇌3Fe(s)+4CO2(g)△H={#blank#}1{#/blank#} .

(2)反应Fe(s)+CO2(g)⇌FeO(s)+CO(g)△H的平衡常数为K,在不同温度下,K值如下:

温度/K

973

1173

1373

1573

K

1.47

2.15

3.36

8.92

①从表中数据可推断,该反应是{#blank#}2{#/blank#} (填“放热”或“吸热”)反应.

②温度为973K时,在某恒容密闭容器中发生上述反应.下列有关说法能说明该反应已达到平衡状态的是{#blank#}3{#/blank#} (填字母).

A.c(CO2)=c(CO)                B.v(CO2)=v(CO)

C.体系压强不变                    D.混合气体中c(CO)不变

(3)如图图1、2表示反应:H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H>0有关量与反应时间之间的关系:

①图2中若t1=0.5min,则0~t1时间段内,H2O的平均反应速率v(H2O)={#blank#}4{#/blank#} mol•L1•s1

②图1中t2时刻改变的条件是{#blank#}5{#/blank#} (任写两种,下同);图2中t2时刻改变的条件是{#blank#}6{#/blank#} .

(4)水煤气中的CO和H2均可作为燃料电池的燃料.若在某燃料电池一极通入CO,另一极通入O2和CO2 , 熔融碳酸钠作为电解质,工作时负极反应式为{#blank#}7{#/blank#}  ;若使用该电池电解熔融Al2O3制取10.8g Al,则理论上需要氧气的体积为{#blank#}8{#/blank#} L

(标准状况下).

工业上用CH4和H2O为原料通过下列反应在一定条件下制备新型燃料甲醇,反应如下:

①CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H1

②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H2

请按要求回答下列问题:

(1)将0.20molCH4和0.30molH2O(g)通入容积为2L的密闭容器中,在一定条件下发生反应①,达到平衡时CH4的转化率与温度、压强的关系如图1.当温度不变缩小体积时此反应的逆反应速率(填“增大”、“减小”或“不变”){#blank#}1{#/blank#} ;△H1{#blank#}2{#/blank#} 0,pl{#blank#}3{#/blank#} p2(均填“<”、“=”或“>”);pl、100℃时平衡常数的值K={#blank#}4{#/blank#} .

(2)为了探究反应②合成甲醇适宜的温度和压强,某同学设计了以下三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中,请在空格中填入剩余的实验条件数据.

实验编号

T/℃

n(CO)/n(H2

p/MPa

150

0.1

{#blank#}5{#/blank#} 

 {#blank#}6{#/blank#}  

5

300

 {#blank#}7{#/blank#}  

{#blank#}8{#/blank#} 

若在300℃时其他条件不变,将该反应容器容积压缩到原来的l/2,重新平衡时CH3OH的物质的量的变化是{#blank#}9{#/blank#} ,K的变化是{#blank#}10{#/blank#} (均填“增大”,“减小”或“不变”).

(3)已知在常温常压下:2CH3OH(I)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H=﹣1275.6kJ/mol

H2O(g)=H2O(I)△H=﹣44.0kJ/mol,请计算32g新型燃料甲醇完全燃烧生成液态水放出热量为{#blank#}11{#/blank#} kJ.

(4)新型燃料甲醇还可以用做燃烧电池,其反应原理如图2所示,电池工作时电子移动方向是(极板用M、N表示){#blank#}12{#/blank#} ,负极电极反应式为 {#blank#}13{#/blank#} .若以该燃料电池作为电源,用石墨作电极电解500mL饱和食盐水,当两极共收集到1.12L(标准状况下、不考虑气体的溶解及反应)时,常温下所得溶液的pH={#blank#}14{#/blank#} (假设反应前后溶液体积不变).

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