當(dāng)前位置： 2020-2021學(xué)年天津市南開中學(xué)高一（下）期中化學(xué)試卷> 試題詳情

為了提高煤的利用率，人們先把煤轉(zhuǎn)化為CO和H₂，再將它們轉(zhuǎn)化為甲醇。某實驗人員在一定溫度下的密閉容器中，充入一定量的H₂和CO，在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)：2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g），測定的部分實驗數(shù)據(jù)如下：

t/s 0 500 1000 1500

c（H₂）/mol?L^-1 5.00 3.52 2.48 2.20

c（CO）/mol?L^-1 2.50

（1）在500s內(nèi)用H₂表示的化學(xué)反應(yīng)速率是
2.96×10^-3mol/（L?s）
2.96×10^-3mol/（L?s）
。
（2）在1000s時CO的轉(zhuǎn)化率是
50.4%
50.4%
，此時
b
b
化學(xué)平衡狀態(tài)（填選項）。
a.一定處于
b.一定不處于
c.可能處于
（3）在500s時生成的甲醇的濃度是
0.74mol/L
0.74mol/L
。
（4）已知在101kPa,甲醇的熔點為-97.8℃，沸點為64.7℃。在25℃時，甲醇的燃燒熱為726.5kJ/mol。則表示甲醇的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為
CH₃OH（l）+
3
2
O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5kJ/mol
CH₃OH（l）+
3
2
O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5kJ/mol
。
（5）以甲醇為燃料、空氣為氧化劑、KOH溶液為電解質(zhì)溶液設(shè)計而成的燃料電池，在工作時負極反應(yīng)式為
CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O
CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O
。

【考點】化學(xué)平衡的計算；反應(yīng)速率的定量表示方法；化學(xué)電源新型電池；熱化學(xué)方程式．

【答案】2.96×10^-3mol/（L?s）；50.4%；b；0.74mol/L；CH₃OH（l）+

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5kJ/mol；CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：21引用：1難度：0.5

相似題

1．甲醇CH₃OH是一種重要的化工原料，在生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。
（1）已知
甲醉脫水反應(yīng)Ⅰ2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₁=-23.9kJ?mol^-1
甲醇制烯烴反應(yīng)Ⅱ2CH₃OH（g）═C₂H₄（g）+2H₂O（g）△H₂=-29.1kJ?mol^-1
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)ⅢC₂H₅OH（g）═CH₃OCH₃（g）△H₃=+50.7kJ?mol^-1
①屬于吸熱反應(yīng)的是

（填羅馬數(shù)字）。
②反應(yīng)Ⅰ中，反應(yīng)物具有的總能量

（填“大于”“等于”或“小于”）生成物具有的總能量。
③反應(yīng)Ⅱ的△S

0（填“＞”或“=”或者“＜”），該反應(yīng)

在任意溫度下自發(fā)（填“能或“不能”）。
④則乙烯氣相直接水合反應(yīng)
C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）的△H=

kJ?mol^-1。
（2）合成CH₃OH的一種反應(yīng)為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）。一定條件下，將1molCO和2molH₂在1L容器中發(fā)生上述反應(yīng)。經(jīng)過2 min反應(yīng)生成了amolCH₃OH（反應(yīng)前后體積不變）
①此時CO的濃度為

mol/L。
②2min內(nèi)用H₂表示該反應(yīng)的速率為v（H₂）=

mol（L?min）。
③升高溫度，反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小，則該反應(yīng)為

（填“吸熱反應(yīng)”或“放熱反應(yīng)”）。
一定能說明該反應(yīng)達到平衡的標志是

。
A.CO、C₂H₅OH的濃度相等
B.2v（CO）=v（H₂）
C.混合氣體的密度保持不變
D.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變
發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：7引用：1難度：0.5
解析
2．（1）已知：
甲醇脫水反應(yīng)   2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₁=-23.9kJ?mol^-1
甲醇制烯烴反應(yīng)  2CH₃OH（g）═C₂H₄ （g）+2H₂O（g）△H₂=-29.1kJ?mol^-1
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)  C₂H₅OH （g）═CH₃OCH₃（g）△H₃=+50.7kJ?mol^-1
則乙烯氣相直接水合反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

。
（2）如圖為乙烯氣相直接水合法制備乙醇中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系（其中n（H₂O）：n（C₂H₄）=1：1）。

若p₂=8.0MPa,列式計算A點的平衡常數(shù)K_p=

（用平衡分壓代替平衡濃度計算；分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)；結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位）；
（3）以乙烯為燃料，氧氣為氧化劑，KOH溶液為電解質(zhì)溶液，可制成燃料電池（電極材料為惰性電極）。
①若KOH溶液足量，則負極的電極反應(yīng)式

。
②若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.75mol,當(dāng)有0.25mol乙烯參與反應(yīng)時（假設(shè)電解質(zhì)溶液體積變化忽略不計），則反應(yīng)后電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是

。
發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：21引用：1難度：0.6
解析
3．（1）煤氣化制合成氣（CO 和 H₂）
已知：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₁=131.3 kJ?mol^-1
C（s）+2H₂ O（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=90 kJ?mol^-1
則一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是

（1）由合成氣制甲醇
合成氣 CO 和H₂ 在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0。

①在容積均為 V L 的甲、乙、丙、丁四個密閉容器中分別充入 a mol CO 和 2a mol H₂，四個容器的反應(yīng)溫度分別為 T₁、T₂、T₃、T₄ 且恒定不變。在其他條件相同的情況下，實驗測得反應(yīng)進行到 t min 時H₂ 的體積分數(shù)如圖1所示，則T₃ 溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)為

（用 a、V 表示）
②如圖2反映的是在T₃ 溫度下，反應(yīng)進行 t min 后甲醇的體積分數(shù)與反應(yīng)物初始投料比
c
（
CO
）
c
（
H
2
）
的關(guān)系，請畫出T₄ 溫度下的變化趨勢曲線。
③在實際工業(yè)生產(chǎn)中，為測定恒溫恒壓條件下反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，可作
為判斷依據(jù)的是

A．管道內(nèi)氣體密度保持不變B．CO 的體積分數(shù)保持不變
C．氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變D．c（H₂）=2c（CH₃OH）
（3）由甲醇制烯烴
主反應(yīng)：2CH₃OH?C₂H₄+2H₂Oi；3CH₃OH?C₃H₆+3H₂Oii
副反應(yīng)：2CH₃OH?CH₃OCH₃+H₂Oiii
某實驗室控制反應(yīng)溫度為 400℃，在相同的反應(yīng)體系中分別填裝等量的兩種催化劑（Cat.1 和 Cat.2），以恒定的流速通入 CH₃OH，在相同的壓強下進行甲醇制烯烴的對比研究，得到如圖3實驗數(shù)據(jù)（選擇性：轉(zhuǎn)化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比）

由圖象可知，使用 Cat.2 反應(yīng) 2 h 后甲醇的轉(zhuǎn)化率與乙烯和丙烯的選擇性均明顯下降，可能的原因是（結(jié)合碰撞理論解釋）

發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：43引用：2難度：0.3
解析

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t/s	0	500	1000	1500
c（H₂）/mol?L^-1	5.00	3.52	2.48	2.20
c（CO）/mol?L^-1	2.50