题目
题型:不详难度:来源:
(1)用CO合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)在容积为1L。的密闭容器中分别充入1molCO和2molH2,实验测得甲醇的物质的量和温度、时间的关系曲线如图所示。则该正反应的△H_______0(填“<”、“>”或“=”),判断的理由是______。
(2)利用工业废气中的CO2可制取甲醇,其反应为:CO2+3H2CH3OH+H2O。
①常温常压下已知下列反应的能量变化如下图所示:
由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式为_______。
②为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:在一恒温恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,进行上述反应。测得CO2。和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡,v(H2)="_______" ;该温度下的平衡常数数值K=______。能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2))增大的措施有_______(任写一条)。
(3)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种。
①甲醇蒸汽重整法。主要反应为;CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)设在容积为2.0L的密闭容器中充入0. 60 molCH3OH(g),体系压强为P1,在一定条件下达到平衡时,体系压强为P2,且P2/P1 =2.2,则该条件下CH3OH 的平衡转化率为______ 。
②甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图所示。则当n(O2)/n(CH3OH) =0.25时。CH3OH与O2发生的主要反应方程式为______ 。在制备H2:时最好控制n(O2))/n(CH3OH)=______。
答案
解析
试题分析:(1)当反应达到平衡后,由于升高温度,n(CH3OH)减小,平衡时CH3OH的含量降低,说明升高温度,化学平衡向逆反应方向移动。根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动。逆反应方向是吸热反应,所以正反应是放热反应。故△H<0.(2) ①由图一可知:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(l) △H="41KJ/mol," 由图二可知:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H= -91KJ/mol.将两式相加可得:CO2(g) +3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) ΔH="-50KJ/mol." ② V(CO2)=" (1.00-0.25)" mol/L÷10min=" 0.075mol/(l·min)." V(H2):V(CO2)=3:1,所以V(H2)="3" V(CO2)=" 0.225mol/(L·min)" . 在该温度下的平衡常数数值由于反应 CO2(g) +3H2(g)= CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-50KJ/mol.的正反应是一个放热反应,所以降低温度能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大。另外比如加压、增加H2的量或将水蒸气从混合物中分离出来等措施也能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2))增大。(3)反应开始时n(CH3OH)=0.6mol,n(CO)=0mol,n(H2)=0mol.假设反应过程中CH3OH改变的物质的量为X,则达到平衡时各物质的物质的量为n(CH3OH)=" (0.6-X)mol," n(CO) ="Xmol" n(H2)=2Xmol,对于体积固定的密闭容器中的气体反应来说,反应前后的压强比等于它们的物质的量的比。所以(0.6+2X)÷0.6=2.2,解得X=0.36.所以CH3OH的平衡转化率为0.36÷0.6×100﹪=60﹪。②由图可知当n(O2)/n(CH3OH) =0.25时得到的产物是甲醛,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为2CH3OH +O2="2HCHO+" 2H2O。在制备H2时由于在n(O2)/n(CH3OH) =0.5时选择性最高,所以最好控制n(O2))/n(CH3OH)= 0.5。
核心考点
试题【能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,研究甲醇具有重要意义。(1)用CO合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g) 】;主要考察你对化学平衡状态的判断等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.Z和W在该条件下至少有一个是为气态 |
B.时间段与时刻后,两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量不可能相等 |
C.若在该温度下此反应平衡常数表达式为K=c(X),则时间段与时刻后的X浓度不相等 |
D.若该反应只在某温度以上自发进行,则该反应的平衡常K随温度升高而增大 |
① 用物质 A 表示的反应的平均速率为 0.3 mol·L-1·s-1
② 达到平衡状态时,升高温度,则该化学平衡向左移动,同时化学平衡常数K也减小;
③ 2 s 时物质 A 的转化率为70% ④ 达到平衡状态时,增加A物质的量A和B转化率都提高。⑤当各物质浓度满足c(A)="2c(B)=" c(C)时,该反应达到了平衡状态;其中正确的是( )
A.①③ B. ①② C. ②③ D. ③④
A.T1<T2,Q>0 |
B.增大压强,B的转化率减小 |
C.当反应达平衡时,混合气体的密度不再变化 |
D.a+b>c+d |
t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCl3)/mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0.20 | 0.20 |
下列说法正确的是
A.反应在前50 s内的平均速率v(PCl3)=0.0032 mol/(L·s)
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11 mol·L-1,该反应为放热反应
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,达到平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入 2.0 mol PCl3、2.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%
A.前20分钟反应内放出的热量为46.2kJ |
B.第25分钟改变的条件是将NH3从反应体系中分离出去 |
C.若第60分钟时反应又达到了平衡,则时段Ⅲ改变的条件是增大压强 |
D.时段Ⅰ仅将初始投放的物质浓度增至原来的2倍,则反应物的转化率增大,平衡常数不变 |
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