分析 (1)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O (l)△H=-571.6 kJ•mol-1
②H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1
③CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.8 kJ•mol-1
根據(jù)蓋斯定律,②×2-③可得:CH3OH(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g);
(2)將1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容積為100L的反應室,100℃時5min達到平衡,平衡時甲烷轉化率為50%,則轉化的甲烷為0.5mol,則:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
起始量(mol):1 2 0 0
變化量(mol):0.5 0.5 0.5 1.5
平衡量(mol):0.5 1.5 0.5 1.5
①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v(H2);
②根據(jù)K=$\frac{c(CO)×c{\;}^{3}(H{\;}^{2})}{c(CH{\;}_{4})×c(H{\;}_{2}O)}$計算平衡常數(shù);
(3)①正反應氣體物質的量增大,混亂度增大,混亂度增大具有自發(fā)性;
②由圖可知,當$\frac{n(O{\;}_{2})}{n(CH{\;}_{3}OH)}$=0.25時,氫氣、CO選擇性比較小,而HCHO的選擇性很大,故主要生成HCHO,結合C、H原子比例關系,應還有水生成;
制備H2時最好,應控制氫氣選擇性很大,CO、HCHO選擇性很小.
解答 解:(1)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O (l)△H=-571.6 kJ•mol-1
②H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1
③CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.8 kJ•mol-1
根據(jù)蓋斯定律,②×2-③可得:CH3OH(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g),故△H=2×(-241.8kJ•mol-1)-(-90.8kJ•mol-1)=-392.8kJ•mol-1,
故答案為:-392.8;
(2)將1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容積為100L的反應室,100℃時5min達到平衡,平衡時甲烷轉化率為50%,則轉化的甲烷為0.5mol,則:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
起始量(mol):1 2 0 0
變化量(mol):0.5 0.5 0.5 1.5
平衡量(mol):0.5 1.5 0.5 1.5
①則v(H2)=$\frac{\frac{1.5mol}{100L}}{5min}$=0.003 mol•L-1•min-1,
故答案為:0.003 mol•L-1•min-1;
②100℃時反應的平衡常數(shù)K=$\frac{c(CO)×c{\;}^{3}(H{\;}^{2})}{c(CH{\;}_{4})×c(H{\;}_{2}O)}$=$\frac{0.005×0.015{\;}^{3}}{0.005×0.015}$=2.25×10-4,
故答案為:2.25×10-4;
(3)①正反應氣體物質的量增大,該反應是一個熵增的反應,反應能自發(fā)進行,
故答案為:該反應是一個熵增的反應;
②由圖可知,當$\frac{n(O{\;}_{2})}{n(CH{\;}_{3}OH)}$=0.25時,氫氣、CO選擇性比較小,而HCHO的選擇性很大,故主要生成HCHO,結合C、H原子比例關系,應還有水生成,反應方程式為:2CH3OH+O2$→_{△}^{催化劑}$2HCHO+2H2O;
制備H2時最好,應控制氫氣選擇性很大,CO、HCHO選擇性很小,由圖可知在制備H2時最好控制$\frac{n(O{\;}_{2})}{n(CH{\;}_{3}OH)}$=0.5,
故答案為:2CH3OH+O2$→_{△}^{催化劑}$2HCHO+2H2O;0.5.
點評 本題考查化學平衡計算、反應熱計算、反應自發(fā)性、化學圖象問題等,是對學生綜合能力的考查,較好地考查學生分析計算能力、獲取信息能力,需要學生具備扎實的基礎,難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 在容器中充入2mol SO2和1mol O2充分反應,最終放出的熱量等于196.64kJ | |
B. | 在容器中當有2mol SO2和1mol O2發(fā)生反應時,放出的熱量等于196.64kJ | |
C. | 在容器中當有4mol SO2和2mol O2發(fā)生反應時,反應SO2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=SO3(g)的反應熱為-393.28kJ/mol | |
D. | 在容器中當有4mol SO2和2mol O2發(fā)生反應時,反應SO2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=SO3(g)的反應熱為98.32kJ/mol |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
溶質的物質的量濃度/mol•L-1 | 溶質的質量分數(shù) | 溶液的密度/g•cm-3 | |
硫酸 | c1 | w1 | ρ1 |
氨水 | c2 | w2 | ρ2 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 膠體區(qū)別于其它分散系的本質特性是丁達爾效應 | |
B. | 利用半透膜可除去淀粉溶液中的少量NaCl | |
C. | Fe(OH)3膠體帶正電荷 | |
D. | 膠體能產生丁達爾效應的原因是膠粒使光線發(fā)生了折射 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | K+、Na+、NO3-、CO32- | B. | K+、Na+、Br-、SO32- | ||
C. | K+、Na+、I-、SO42- | D. | Na+、K+、CH3COO-、SO42- |
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