(2013?济南一模)目前工业上有一种用CO2来生产燃料甲醇的方法,可以将CO2变废为宝.(1)已知在常温常压

2025-04-29 10:45:17
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回答1:

(1)①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=_1275.6kJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=_556.0kJ?mol-1
③H2O(l)=H2O(g)△H=+44.0kJ?mol-1
依据热化学方程式和盖斯定律①-②-③×4得到CH3OH(l)+O2(g)=CO (g)+2H2O(l)△H=_447.8 kJ?mol-1
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO (g)+2H2O(l)△H=_447.8 kJ?mol-1
(2)甲醇燃料电池为电源电解法制取Fe(OH)2的实验装置,通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色,说明氢氧化亚铁在B电极附近生成,所以电极A为电解池的阳极,B为电解池的阴极,电源a为正极,电极反应为氧气得到电子得到电子发生还原反应,O2+4e-+2H2O=4OH-;连接正极的A电极是铁,目的是铁做阳极失电子生成亚铁离子,和阴极生成的氢氧根离子反应生成白色沉淀氢氧化亚铁;b为负极,连接电极B电极反应为:2H++2 e-=H2↑;
故答案为:正,O2+4e-+2H2O=4OH-,Fe,2H++2 e-=H2↑(或2H2O+2e-=H2+2OH-);
(3)①CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),反应前后气体体积不变,起始量减少一半,平衡不动,应平衡时二氧化碳浓度为0.8mol/L,所以依据图表数据可知温度升高平衡状态向逆向进行,说明正反应是放热反应;
故答案为:放;
②CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol)2        4        0       0
变化量(mol)1.6     1.6      1.6    1.6
平衡量(mol)0.4     2.4      1.6   1.6
实验1中,以v(H2)表示的平均反应速率=

1.6mol
2L
5min
=0.16mol/(L?min);
故答案为:0.16mol/(L?min);
③900°C平衡状态下平衡常数计算为
            CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol) 1       2        0      0
变化量(mol) 0.4     0.4     0.4      0.4
平衡量(mol)0.6      1.6     0.4      0.4
K=
c(CO2)c(H2)
c(CO)c(H2O)
=
0.4mol
2L
×
0.4mol
2L
0.6mol
2L
×
1.6mol
2L
=0.17
按CO(g)、H2O(g)、CO2(g) 和 H2(g)的物质的量分别是0.8mol、1.0mol、0.6mol和0.8mol分别加入该容器
Qc=
c(CO2)c(H2)
c(CO)c(H2O)
=
0.6mol
2L
×
0.8mol
2L
0.8mol
2L
×
1mol
2L
=0.6>K
反应逆向进行,v(正)<v(逆)
故答案为:<; 
④实验3跟实验2相比,达到相同的平衡状态,反应前后气体体积不变,反应速率增大,说明增大压强或加入催化剂符合,改变的条件可能是使用了催化剂;加大了压强;
故答案为:使用了催化剂;加大了压强;