高中化学人教版-试题列表-第49页

1、甲醇是重要的化工原料之一，也可用作燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO₂和H₂)可以合成甲醇，涉及的反应如下：

反应ⅰ：CO(g)+2H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g) ΔH₁

反应ⅱ：CO₂(g)+3H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₂=−49.9kJ·mol^—¹

反应ⅲ：CO₂(g)+H₂(g) $⇌$ CO(g)+H₂O(g) ΔH₃=+41.6kJ·mol^—¹

回答下列问题：

(1)、在某催化剂作用下，反应ⅰ的反应历程如图所示(图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量，*表示吸附在催化剂上)：

①反应ⅰ在(填“较低”或“较高”)温度下才能自发进行。

②结合反应历程，写出反应ⅰ中生成甲醇的决速步骤的反应方程式：。

③m=(计算结果保留两位有效数字，已知1eV=1.6×10^—²²kJ)。

(2)、将一定量的CO₂(g)和H₂(g)充入密闭容器中并加入合适的催化剂，只发生反应ⅱ和ⅲ．相同温度下，在不同压强下测得CO₂的平衡转化率、CH₃OH的选择性[

\frac{n ({CH}_{3} OH)}{n ({CH}_{3} OH) + n (CO)}

×100%]和CO的选择性

\frac{n (CO)}{n ({CH}_{3} OH) + n (CO)}

×100%随压强的变化曲线如图所示。

图中表示CO₂的平衡转化率的曲线是(填“m”“n”或“p”)，简述判断方法：。

(3)、有研究认为，在某催化剂作用下反应ⅱ先后通过反应ⅲ、ⅰ来实现。保持温度T不变，向一恒容密闭容器中充入4molCO₂和8molH₂ ，在该催化剂作用下发生反应，经5min达到平衡，测得H₂O(g)的物质的量为3mol，起始及达平衡时容器的总压强分别为1.5akPa、akPa，则从开始到平衡用H₂分压表示的平均反应速率为kPa·min^—¹(用含a的式子表示，下同，分压=总压×物质的量分数)；反应ⅱ的压强平衡常数Kp=(kpa)^—²(Kp为用分压代替浓度计算的平衡常数)。

(4)、光催化CO₂制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原CO₂的机理如图所示，光照时，低能价带失去电子并产生空穴(h⁺ ，具有强氧化性)。在低能价带上，H₂O直接转化为O₂的电极反应式为。

选项	实验操作或现象	结论
A	向2mL0.1mol·L^-1K₂Cr₂O₇溶液中滴加5~10滴6mol/LNaOH溶液，溶液由橙色变黄色	减小生成物浓度，K₂Cr₂O₇反应的平衡正移
B	用pH计测定SO₂、CO₂饱和溶液的pH，前者pH小	K_a：H₂SO₃>H₂CO₃
C	将含NaOH、乙醇的1-溴丁烷混合体系加热后产生的气体通入酸性KMnO₄溶液中，紫红色褪去	1-溴丁烷发生了消去反应
D	用饱和Na₂CO₃溶液浸泡BaSO₄一段时间后过滤洗涤，向所得的滤渣上滴加稀盐酸，有气泡冒出	K_sp(BaSO₄)>K_sp(BaCO₃)


A．图中标识意为洗净手才可进行实验	B．排出盛有KMnO₄溶液滴定管尖嘴内的气泡

C．测新制氯水的pH	D．向容量瓶转移溶液

选项	劳动项目	化学知识
A	口腔医生：在牙齿表面涂一层含氟釉质防龋齿	$F^{-} (aq) + {Ca}_{5} {({PO}_{4})}_{3} OH (s) ⇌$ ${Ca}_{5} {({PO}_{4})}_{3} F (s) + {OH}^{-} (aq)$
B	桥梁工程师：用牺牲阳极法对黄茅海大桥钢管桩进行防护	Fe作电解池阴极被保护
C	环境工程师：测定某地雨水pH值为5.1	大气中 ${SO}_{2} 、 {NO}_{2}$ 等溶于雨水使其显酸性
D	珠宝鉴定师：用X射线鉴定钻石的真伪	不同的晶体具有独特的明锐衍射峰

步骤	反应	正反应速率方程	逆反应速率方程
反应ⅰ	${CH}_{4} (g) ⇌ C (ads) + 2 H_{2} (g)$	$v_{正} = k_{1} \cdot c ({CH}_{4})$	$v_{逆} = k_{2} \cdot c^{2} (H_{2})$
反应ⅱ	$C (ads) + {CO}_{2} (g) ⇌ 2 CO (g)$	$v_{正} = k_{3} \cdot c ({CO}_{2})$	$v_{逆} = k_{4} \cdot c^{2} (CO)$

相关试卷