一氧化碳和氢气是重要的化工原料,可以用于合成甲醇、二甲醚、甲酸甲酯等。
Ⅰ.(1)已知CO(g)、CH3OH(l)、CH3COOH(l)的燃烧热分别是ΔH(CO)=-283.2kJ/mol、ΔH(CH3OH)=-723.6kJ/mol和ΔH(CH3COOH)=-870.3kJ/mol,则通常状况下甲醇与一氧化碳催化合成乙酸的热化学方程式是:CO(g)+CH3OH(l)=CH3COOH(l)ΔH=-136.5kJ/molCO(g)+CH3OH(l)=CH3COOH(l)ΔH=-136.5kJ/mol。
Ⅱ.(2)有人设想将CO按下列反应除去:2CO(g)═2C(s)+O2(g)ΔH>0,请你分析该设想能否实现?否否(填“是”或“否”),依据是 该反应是焓增、熵减的反应,△S<0,ΔH>0,△G=ΔH-T△S>0,反应不能自发进行该反应是焓增、熵减的反应,△S<0,ΔH>0,△G=ΔH-T△S>0,反应不能自发进行。
(3)在体积可变的密闭容器中投入2mol CO和2mol H2,在不同条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH。实验测得平衡时CO的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示。
①该可逆反应的ΔH <<0(填“>”、“<”或“=”)。a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系是 Ka>Kb=KcKa>Kb=Kc。
②若在恒温恒容条件下进行上述反应,能表示该可逆反应达到平衡状态的是 CC。(填字母)
A.CO的体积分数保持不变
B.容器内混合气体的密度保持不变
C.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.单位时间内消耗CO的浓度等于生成CH3OH的浓度
③若该可逆反应是在T1温度下进行,达到平衡时容器体积2L,则T1温度条件下的平衡常数K=1.331.33。(保留三位小数)
Ⅲ.(4)一定条件下,CO可与粉末状氢氧化钠作用生成甲酸钠。已知常温时,甲酸的电离平衡常数Ka=1.70×10-4。向20mL 0.1mol/L的甲酸钠溶液中滴加10mL 0.1mol/L的盐酸,混合液呈 酸酸性(填“酸”或“碱”),溶液中离子浓度从大到小的顺序为 c(Na+)>c(HCOO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)c(Na+)>c(HCOO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)。
【答案】CO(g)+CH3OH(l)=CH3COOH(l)ΔH=-136.5kJ/mol;否;该反应是焓增、熵减的反应,△S<0,ΔH>0,△G=ΔH-T△S>0,反应不能自发进行;<;Ka>Kb=Kc;C;1.33;酸;c(Na+)>c(HCOO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
【解答】
【点评】
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(1)图1的四个过程中能量转化形式有
A.2种 B.3种 C.4种 D.4种以上
(2)电解过程要消耗大量的电能,而使用微生物作催化剂在阳光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通电2H2(g)+O2(g)△H2光照催化剂
以上反应的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依据图2能量变化写出氢气燃烧生产液态水的热化学方程式
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