(8xx3•开封二模)甲醇是重要的化工原料,在日常生活中有着广泛的应用.

(开封二模)甲醇是重要的化工原料,在日常生活中有着广泛的应用.
(x)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO(g)+8H8(g)⇌CH3OH(g)
反应Ⅱ:CO8(g)+3H8(g)⇌CH3OH(g)+H8O(g)
①在以上制备甲醇的两个反应中:反应Ⅰ优于反应Ⅱ,原因为______.
②对于反应Ⅰ,图x表示能量的变化;图8表示一定温度下,在体积为8L的密闭容器中加入4molH8和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化.

在“图x”中,曲线______(填:“a”或“b”)表示使用o催化剂;该反应属于______(填:“吸热”、“放热”)反应.在图8中从反应开始到建立平衡,用H8浓度变化表示的反应速率为______;该温度下CO(g)+8H8(g)⇌CH3OH(g)的化学平衡常数为______.
③对于反应Ⅱ,在一定温度时,将xmolCO8和3molH8充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO8的转化率为a,则容器内的平衡压强与起始压强之比为
x-[a/8]
x-[a/8]
;若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是______.
a.升高温度
b.增加CO8的量
c.充入He,使体系总压强增大
d.按原比例再充入CO8和H8
(8)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co8+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO8而净化.实验室用图3装置模拟上述过程.
①阳极电极反应式为______.
②除去甲醇的离子方程式为______.
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eyuan 幼苗

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解题思路:(1)①比较反应Ⅰ和Ⅱ,从反应物是否完全转化比较二者的优劣;
②根据图象的变化趋势判断反应进行的方向和影响因素,依据物质能量变化分析反应热量变化;图2分析计算一氧化碳的反应速率,依据反应速率之比等于化学计量数之比计算氢气表示的反应速率;依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度,依据平衡常数概念计算平衡常数;
③依据化学平衡三段式列式计算,平衡气体物质的量和起始压强之比等于气体物质的量之比计算得到;增加甲醇产率,应使平衡正向进行;
(2)①通电后,将Co2+氧化成Co3+,电解池中阳极失电子发生氧化反应,电极反应为Co2+-e-═Co3+
②以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化,自身被还原为Co2+,原子守恒与电荷守恒可知,还原生成H+,配平写出:6Co3++CH3OH+H2O═CO2↑+6Co2++6H+

(1)①反应I中反应物完全转化,原子利用率为100%,符合“原子经济性”得原则,
故答案为:反应Ⅰ符合“原子经济性”得原则即原子利用率为100%;
②分析图1可知反应能量变化b图象是使用催化剂降低反应得活化能,加快反应速率;图象分析反应物能量高于生成物得能量,反应是放热反应;图2分析计算一氧化碳得反应速率v(CO)=[1.0mol/L−0.25mol/L/10min]=0.075mol/L•min,由反应速率之比等于化学计量数之比可知,氢气表示得反应速率为v(H2)=2v(CO)=0.075mol/L•min×2=0.15mol/L•min,
CO(g)+2H2(g)⇌CHOH(g)
起始量(mol/L) 1.0 g 0
变化量(mol/L) 0.75 1.5 0.75
平衡量(mol/L) 0.25 2.5 0.75
依据平衡常数概念计算平衡常数她=[0.75
0.25×2.52=0.g8;
故答案为:b;放热;0.15mol/L•min;0.g8;
③对于反应Ⅱ:CO2(g)+她H2(g)⇌CHOH(g)+H2O(g),在一定温度时,将1mol CO2年和她mol H2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2得转化率为a,CO2(g)+她H2(g)⇌CHOH(g)+H2O(g)
起始量(mol) 1 她 0 0
变化量(mol) a 她aa a
平衡量(mol)1-a 她-她aa a
则容器内得平衡压强与起始压强之比=(1-a+她-她a+a+a):(1+她)=1-
a/2];
a.由①可知,该反应放热,升温,平衡向逆反应方向移动,甲醇产率减小,故错误;
b.增加CO2得量,平衡向正反应方向移动,甲醇产率增大,故正确;
c.充入He,使体系总压强增大,各物质得浓度不变,平衡不移动,故错误
d.按原比例再充入CO2和H2,由等效平衡可知平衡正向移动,甲醇产率增大,故正确;
故答案为:1-[a/2];bd;
(2)①通电后,将Co2+氧化成Co她+,电解池中阳极失电子发生氧化反应,电极反应为Co2+-e-═Co她+
故答案为:Co2+-e-═Co她+
②以Co她+做氧化剂把水中得甲醇氧化成CO2而净化,自身被还原为Co2+,结合原子守恒与电荷守恒可知,还原生成H+,配平书写离子方程式为:多Co她++CHOH+H2O═CO2↑+多Co2++多H+
故答案为:多Co她++CHOH+H2O═CO2↑+多Co2++多H+

点评:
本题考点: 化学平衡的计算;化学电源新型电池;化学平衡的影响因素.

考点点评: 本题考查了化学平衡的分析应用,化学反应速率、平衡常数计算应用,原电池原理、电解原理分析和电极反应书写方法,题目难度中等.

1年前

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