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甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景．
（1）已知在常溫常壓下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：
①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-90kJ?mol-1
②CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H2=-41kJ?mol-1
寫出由二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學(xué)方程式
CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H2=-49kJ/mol
CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H2=-49kJ/mol
；
（2）在一定條件下，某密閉容器中進(jìn)行上述二氧化碳與氫氣制備甲醇的反應(yīng)，反應(yīng)過程中部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表：
反應(yīng)條件 反應(yīng)時(shí)間 CO2（mol） H2（mol） CH3OH（mol） H2O（mol）
恒溫恒容
（T1℃、2L）		 0min 2 6 0 0
10min 4.5
20min 1
30min 1
①0?10min內(nèi)，用H2O（g）表示的化學(xué)反應(yīng)速率v（H2O）=
4.2×10-4
4.2×10-4
mol/（L?s）
②達(dá)到平衡時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
4
27
L2/mol2
4
27
L2/mol2
（用分?jǐn)?shù)表示），平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率是
50%
50%
．
③在其它條件不變的情況下，若30min時(shí)改變溫度為T2℃，此時(shí)H2的物質(zhì)的量為3.2mol,則T1
＜
＜
T2（填“＞”、“＜”或“=”），理由是
反應(yīng)放熱，升高溫度，平衡逆向移動
反應(yīng)放熱，升高溫度，平衡逆向移動
．在其他條件不變的情況下，若30min時(shí)向容器中再充入1molCO2 （g）和1molH2O （g），則平衡
不
不
移動（填“正向”、“逆向”或“不”）．
（3）以甲醇為燃料的新型燃料電池，正極通入O2，負(fù)極通入甲醇，在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳．
①負(fù)極的電極反應(yīng)式是
CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
；
②若以該燃料電池作為電源，用石墨作電極電解500mL飽和食鹽水，當(dāng)兩極共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體1.12L （不考慮氣體的溶解）時(shí)，所得溶液的pH=
13
13
 （假設(shè)反應(yīng)前后溶液體積不變）．

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算．
【答案】CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H2=-49kJ/mol；4.2×10-4；
4
27
L2/mol2；50%；＜；反應(yīng)放熱，升高溫度，平衡逆向移動；不；CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+；13
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：9引用：2難度：0.5
相似題

  • 1．甲醇CH3OH是一種重要的化工原料，在生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。
    （1）已知
    甲醉脫水反應(yīng)Ⅰ2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1=-23.9kJ?mol-1
    甲醇制烯烴反應(yīng)Ⅱ2CH3OH（g）═C2H4（g）+2H2O（g）△H2=-29.1kJ?mol-1
    乙醇異構(gòu)化反應(yīng)ⅢC2H5OH（g）═CH3OCH3（g）△H3=+50.7kJ?mol-1
    ①屬于吸熱反應(yīng)的是
     
    （填羅馬數(shù)字）。
    ②反應(yīng)Ⅰ中，反應(yīng)物具有的總能量
     
    （填“大于”“等于”或“小于”）生成物具有的總能量。
    ③反應(yīng)Ⅱ的△S
     
    0（填“＞”或“=”或者“＜”），該反應(yīng)
     
    在任意溫度下自發(fā)（填“能或“不能”）。
    ④則乙烯氣相直接水合反應(yīng)
    C2H4（g）+H2O（g）═C2H5OH（g）的△H=
     
    kJ?mol-1。
    （2）合成CH3OH的一種反應(yīng)為：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）。一定條件下，將1molCO和2molH2在1L容器中發(fā)生上述反應(yīng)。經(jīng)過2 min反應(yīng)生成了amolCH3OH（反應(yīng)前后體積不變）
    ①此時(shí)CO的濃度為
     
    mol/L。
    ②2min內(nèi)用H2表示該反應(yīng)的速率為v（H2）=
     
    mol（L?min）。
    ③升高溫度，反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小，則該反應(yīng)為
     
    （填“吸熱反應(yīng)”或“放熱反應(yīng)”）。
    一定能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是
     
    。
    A.CO、C2H5OH的濃度相等
    B.2v（CO）=v（H2）
    C.混合氣體的密度保持不變
    D.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變

    發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：7引用：1難度：0.5

  • 2．（1）已知：
    甲醇脫水反應(yīng)   2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1=-23.9kJ?mol-1
    甲醇制烯烴反應(yīng)  2CH3OH（g）═C2H4 （g）+2H2O（g）△H2=-29.1kJ?mol-1
    乙醇異構(gòu)化反應(yīng)  C2H5OH （g）═CH3OCH3（g）△H3=+50.7kJ?mol-1
    則乙烯氣相直接水合反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
     
    。
    （2）如圖為乙烯氣相直接水合法制備乙醇中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系（其中n（H2O）：n（C2H4）=1：1）。
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    若p2=8.0MPa,列式計(jì)算A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=
     
    （用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算；分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)；結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）；
    （3）以乙烯為燃料，氧氣為氧化劑，KOH溶液為電解質(zhì)溶液，可制成燃料電池（電極材料為惰性電極）。
    ①若KOH溶液足量，則負(fù)極的電極反應(yīng)式
     
    。
    ②若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.75mol,當(dāng)有0.25mol乙烯參與反應(yīng)時(shí)（假設(shè)電解質(zhì)溶液體積變化忽略不計(jì)），則反應(yīng)后電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是
     
    。

    發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：21引用：1難度：0.6

  • 3．（1）煤氣化制合成氣（CO 和 H2）
    已知：C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H1=131.3 kJ?mol-1
    C（s）+2H2 O（g）═CO2（g）+2H2（g）△H2=90 kJ?mol-1
    則一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是
     

    （1）由合成氣制甲醇
    合成氣 CO 和H2 在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0。
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    ①在容積均為 V L 的甲、乙、丙、丁四個(gè)密閉容器中分別充入 a mol CO 和 2a mol H2，四個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為 T1、T2、T3、T4 且恒定不變。在其他條件相同的情況下，實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)進(jìn)行到 t min 時(shí)H2 的體積分?jǐn)?shù)如圖1所示，則T3 溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)為
     
    （用 a、V 表示）
    ②如圖2反映的是在T3 溫度下，反應(yīng)進(jìn)行 t min 后甲醇的體積分?jǐn)?shù)與反應(yīng)物初始投料比
    c
    （
    CO
    ）
    c
    （
    H
    2
    ）
      的關(guān)系，請畫出T4 溫度下的變化趨勢曲線。
    ③在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，為測定恒溫恒壓條件下反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，可作
    為判斷依據(jù)的是
     

    A．管道內(nèi)氣體密度保持不變B．CO 的體積分?jǐn)?shù)保持不變
    C．氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變D．c（H2）=2c（CH3OH）
    （3）由甲醇制烯烴
    主反應(yīng)：2CH3OH?C2H4+2H2Oi；3CH3OH?C3H6+3H2Oii
    副反應(yīng)：2CH3OH?CH3OCH3+H2Oiii
    某實(shí)驗(yàn)室控制反應(yīng)溫度為 400℃，在相同的反應(yīng)體系中分別填裝等量的兩種催化劑（Cat.1 和 Cat.2），以恒定的流速通入 CH3OH，在相同的壓強(qiáng)下進(jìn)行甲醇制烯烴的對比研究，得到如圖3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（選擇性：轉(zhuǎn)化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比）
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    由圖象可知，使用 Cat.2 反應(yīng) 2 h 后甲醇的轉(zhuǎn)化率與乙烯和丙烯的選擇性均明顯下降，可能的原因是（結(jié)合碰撞理論解釋）
     

    發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：43引用：2難度：0.3
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