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一碳化學是以分子中只含一個碳原子的化合物為原料生產化工產品的方法。合成氣(CO和H2的混合氣體)是一碳化學的重要原料,焦炭與水蒸氣在剛性密閉容器中會發(fā)生如下兩個反應:
I:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
II:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
下表是幾種物質的標準生成熱(由對應穩(wěn)定單質生成1mol 某種物質的焓變叫做該物質的標準生成熱)。
物質 C(s) H2O(g) CO(g) H2(g)
標準生成熱/kJ?mol-1 0.0 -241.8 -110.5 0.0
(1)反應I的焓變ΔH1=
+131.3
+131.3
kJ?mol-1,Ea正、Eb逆分別表示該反應正、逆反應的活化能,則Ea正
Eb逆(填“>”或“<”或“=”)。
(2)若在絕熱恒容容器中僅發(fā)生反應I,則下列事實能說明反應達到平衡狀態(tài)的是
ABCD
ABCD
。
A.容器內氣體的壓強不變
B.容器內溫度不變
C.容器內氣體的密度不再改變
D.容器內氣體的平均相對分子質量不變
(3)已知反應II的正反應速率v=k?p(CO)?p(H2O),逆反應速率v=k?p(CO2)?p(H2),k、k分別為正、逆反應速率常數,lgk(k表示k或k)與溫度
1
T
的關系如圖所示,其中直線ab分別表示k、k隨溫度的變化。升高溫度,反應I的平衡常數K
變小
變小
(填“變大”或“變小”或“不變”)。
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(4)在圖A點對應的溫度下,向某剛性密閉容器中加入足量焦炭和一定量水蒸氣,同時發(fā)生反應Ⅰ和反應I。已知起始時容器內壓強為80kPa,10分鐘后體系達到平衡狀態(tài),容器內壓強變?yōu)?00kPa。
①平衡時CO的分壓p(CO)=
8
8
kPa,平衡時水蒸氣的轉化率為
40
40
%
②進一步提高水蒸氣平衡轉化率的方法有(寫兩種不同的方法)
增大容器體積、及時分離出H2或CO2
增大容器體積、及時分離出H2或CO2
。
【答案】+131.3;>;ABCD;變?。?;40;增大容器體積、及時分離出H2或CO2
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網所有,未經書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/9/19 2:0:8組卷:28引用:3難度:0.5
相似題
  • 菁優(yōu)網1.甲烷是重要的氣體燃料和化工原料,由CH4制取合成氣(CO、H2)的反應原理為CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)ΔH>0?;卮鹣铝袉栴}:
    (1)①當體系溫度等于TK時ΔH-TΔS=0,溫度大于T時ΔH-TΔS
     
    (填“>”“<”或“=”)0。
    ②在一定溫度下,恒容密閉容器中發(fā)生上述反應,下列狀態(tài)表示反應一定達到平衡狀態(tài)的有
     
    (填標號)。
    A.v(CH4)=v(H2O)
    B.氣體壓強不再變化
    C.單位時間每消耗1molCH4,同時產生3molH2
    D.CH4與H2的物質的量之比為1:3
    (2)在體積為1L的恒容密閉容器中通入1molCH4和1molH2O(g),在不同條件下發(fā)生反應CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g),測得平衡時H2O(g)的體積分數與溫度的關系如圖所示。
    ①該反應的平衡常數表達式Kc=
     
    。
    ②若q點對應的縱坐標為30,此時甲烷的轉化率為
     
    ,該條件下平衡常數Kc=
     
    (保留兩位有效數字)。
    發(fā)布:2024/10/24 2:0:1組卷:3引用:1難度:0.5
  • 2.CH3OH是一種綠色燃料,工業(yè)上制備CH3OH發(fā)生如下反應:
    反應1:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.5kJ/mol
    反應2:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ/mol
    (1)n起始(CO2):n起始(H2)=1:3的混合氣體發(fā)生反應1和反應2,恒壓分別為1MPa、3MPa、5MPa下反應達到平衡時CO2的轉化率(α)(曲線a、b、c)以及3MPa時生成CH3OH、CO選擇性(S)的變化如圖1所示(選擇性為目標產物在總產物中的比率)。
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    ①隨著溫度升高,a、b、c三條曲線接近重合的原因是
     
    。
    ②250℃時,反應2的平衡常數K=
     
    。
    (2)恒壓下,n起始(CO2):n起始(H2)=1:3的混合氣體以一定流速通入分子篩膜反應器(如圖2所示),反應相同時間,測得甲醇選擇性隨溫度的變化如圖3所示。
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    ①隨溫度升高,平衡時CH3OH選擇性降低的原因是
     
    。
    ②溫度相同時,CH3OH選擇性的實驗值高于平衡值,其原因可能是
     
    。
    ③分子篩膜反應器可提高CO2轉化率的原因是
     

    (3)某甲醇燃料電池的工作原理如圖4所示。負極的電極反應式為
     
    。
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    發(fā)布:2024/10/24 7:0:1組卷:13難度:0.4
  • 3.甲醇(CH3OH)可以由碳的氧化物和氫氣合成,主要反應包括:
    a.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH1=-90.1kJ?mol-1
    b.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-49.0kJ?mol-1
    c.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH3
    (1)ΔH3=
     
    kJ?mol-1
    (2)反應a的反應歷程如圖所示,其中吸附在催化劑表面上的物種用(*)標注。
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    寫出相對能量為-1.3eV時,對應物質M的化學式
     
    ;該反應歷程中決速步驟的能壘為
     
    eV。
    (3)在恒溫(T/℃)容積可變的密閉容器中按體積比1:3充入CO2和H2,若只發(fā)生反應b,反應達到平衡時,H2體積分數x隨壓強p的變化如圖曲線a所示,則曲線
     
    (填標號)表示了CH3OH的體積分數x隨壓強p的變化;點A、B均表示H2體積分數,則A點處v(正)
     
    B點處v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
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    (4)在恒溫恒容(2L)的密閉容器中充入CO、CO2各1mol和一定量的氫氣發(fā)生上述a、b、c三個反應,10min達到平衡狀態(tài),生成(0.3molCH3OH和0.15molH2O。
    ①若升高溫度,CO的平衡轉化率
     
    (填“增大”、“減小”、“不變”或“不能確定”)。
    ②0~10min內,平均每分鐘生成甲醇(CH3OH)
     
    mol/L;若c反應的平衡常數為K,則平衡時c(H2)=
     
    (用含K的式子表達)。
    發(fā)布:2024/10/24 5:0:2組卷:5引用:2難度:0.5
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