(14分)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气…——2015 高考化学第 9 题答案解析

2015_新课标II卷

2015 全国 第 9 题 解答题 区分题
2015_新课标II卷

9.(14分)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为 $\mathrm { C O } , \mathrm { C O } _ { 2 }$ 和 $\mathrm { H } _ { 2 } )$ )在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:

$$ \mathrm { \textcircled { 1 } C O { ( g ) } + 2 H _ { 2 } { ( g ) } C H _ { 3 } O H { ( g ) } \triangle H _ { 1 } } $$

$$ \textcircled { 2 } \mathrm { C O _ { 2 } } \mathrm { ( \textbf { g } ) } + 3 \mathrm { H _ { 2 } } \mathrm { ( \textbf { g } ) } \mathrm { C H _ { 3 } O H } \mathrm { ( \textbf { g } ) } + \mathrm { H _ { 2 } O } \mathrm { ( \textbf { g } ) } \ \triangle \mathrm { H _ { 2 } } $$

$$ \textcircled { 3 } \mathrm { C O } _ { 2 } \mathrm { ( } \mathbf { g ) } + \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { ( } \mathbf { g ) } \mathrm { C O } \mathrm { ( } \mathbf { g ) } + \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O ( } \mathbf { g ) } \ \triangle \mathrm { H } _ { 3 } $$

回答下列问题:

<table><tr><td rowspan=1 colspan=1>化学键</td><td rowspan=1 colspan=1>H - H</td><td rowspan=1 colspan=1>C - 0</td><td rowspan=1 colspan=1>C≡0</td><td rowspan=1 colspan=1>H- O</td><td rowspan=1 colspan=1>C-H</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1> $\mathsf { E / \Omega } ( \mathsf { k } \mathsf { J } . \mathsf { m o l } ^ { - 1 } )$ </td><td rowspan=1 colspan=1>436</td><td rowspan=1 colspan=1>343</td><td rowspan=1 colspan=1>1076</td><td rowspan=1 colspan=1>465</td><td rowspan=1 colspan=1>413</td></tr></table>

(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:

由此计算 $\triangle \mathrm { H } _ { 1 } { = } \_ { \mathrm { ~ - ~ } 9 9 \mathrm { ~ \scriptsize ~ k J . ~ } \mathrm { ~ m o l } ^ { - 1 } }$ ,已知 $\triangle \mathrm { H } _ { 2 } { = } - 5 8 \mathrm { k J } . ~ \mathrm { m o l } ^ { - 1 }$ ,则 $\Delta H _ { 3 } { = } \underline { { { + 4 1 } } }$

kJ $\mathrm { m o l ^ { - 1 } }$

(2)反应①的化学平衡常数K的表达式为 $\frac { c ( c _ { A _ { 3 } } , 0 _ { H } ) } { c ( c _ { 0 } ) \times c ^ { 2 } ( c _ { 2 } ) }$ ;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 a (填曲线标记字母),其判断理由是 反应①正反应为放热反应,平衡常数随温度升高而减小 。

(3)合成气的组成 $\mathrm { ~ n ~ } \left( \mathrm { H } _ { 2 } \right) / \mathrm { n } \left( \mathrm { C O } + \mathrm { C O } _ { 2 } \right) = 2 . 6 0$ 时体系中的CO平衡转化率(a)与温度和压强的关系如图 2 所示。a(CO)值随温度升高而 减小 (填“增大”或“减小”),其原因是 反应①正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡体系中 CO 的量增大,反应③为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,又使平衡体系中CO的增大,总结果,随温度升高,CO的转化率减小 。图2中的压强由大到小为 $\mathrm { \underline { { P } } } _ { 3 } \mathrm { \underline { { > } } } \mathrm { \underline { { P } } } _ { 2 } \mathrm { \underline { { > } } } \mathrm { \underline { { P } } } _ { 1 - }$ ,其判断理由是 相同温度下,反应③前后气体分子数不变,压强改变不影响其平衡移动,反应①正反应为气体分子数减小的反应,增大压强,有利于平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,故增大压强有利于CO的转化率升高


图1


图2

参考答案

﹣99;+41

查看原卷 →
题目指纹

这道题真正考什么?

关键能力
反应原理
难度
区分题

同类专题与考点

返回上层