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甲醇是重要的化工原料,又可作為燃料。工業(yè)上利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇,發(fā)生的主反應(yīng)如下:
①CO(g)+2H2 (g)?CH3OH(g)△H1;
②CO2(g)+3H2 (g)?CH3OH(g)+H2O(B)△H=-58kJ/mol;
③CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H═+41kJ/mol。
回答下列問題:
(1)已知反應(yīng)①中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學(xué)鍵 H-H C-O C≡O(shè) H-O C-H
E/(kJ?mol-1 436 343 1076 465 x
則x=
413
413
。
(2)合成氣組成
n
H
2
n
CO
+
C
O
2
=2.60時(shí),體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖甲所示。(CO)值隨溫度升高而
減小
減小
(填“增大”或“減小”),其原因是
升高溫度時(shí),反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡向向左移動(dòng),反應(yīng)③為吸熱反應(yīng),平衡向右移動(dòng),使得體系中CO的量增大,CO的轉(zhuǎn)化率降低
升高溫度時(shí),反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡向向左移動(dòng),反應(yīng)③為吸熱反應(yīng),平衡向右移動(dòng),使得體系中CO的量增大,CO的轉(zhuǎn)化率降低
;圖中的壓強(qiáng)由大到小為
P3>P2>P1
P3>P2>P1
,其判斷理由是
相同溫度下,由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率,而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)影響,故增大壓強(qiáng)時(shí),有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高
相同溫度下,由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率,而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)影響,故增大壓強(qiáng)時(shí),有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高
。
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(3)若將1molCO2和2molH2充入容積為2L的恒容密閉容器中,在兩種不同溫度下發(fā)生反應(yīng)②.測(cè)得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖乙所示。
①曲線Ⅰ、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為K1
K(填“>”“=”或“<”)。
②一定溫度下,下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
ac
ac
(填序號(hào))。
a.容器中壓強(qiáng)不變
b.甲醇和水蒸氣的體積比保持不變
c.v(H2)=3v(CH3OH)
d.2個(gè)C=0斷裂的同時(shí)有6個(gè)H-H斷裂
③若5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),H2的轉(zhuǎn)化率為90%,則用CO2表示的平均反應(yīng)速率為
0.06mol/(L?min)
0.06mol/(L?min)
,該溫度下的平衡常數(shù)為
450
450
;若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是
ad
ad
。(填序號(hào))。
a.縮小反應(yīng)容器的容積
b.仗用合適的催化劑
c.充入He
d.按原比例再充入CO2和H2

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算
【答案】413;減??;升高溫度時(shí),反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡向向左移動(dòng),反應(yīng)③為吸熱反應(yīng),平衡向右移動(dòng),使得體系中CO的量增大,CO的轉(zhuǎn)化率降低;P3>P2>P1;相同溫度下,由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率,而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)影響,故增大壓強(qiáng)時(shí),有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高;>;ac;0.06mol/(L?min);450;ad
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:38引用:3難度:0.5
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
    (1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ?mol-1。
    (2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測(cè)得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
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    ①T℃時(shí),向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2。
    ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號(hào))。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強(qiáng)
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     
    。

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6
  • 3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測(cè)得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時(shí)A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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