甲醇是一种基本的有机化工原料
(1)甲醇制取绿色能源氢气的部分反应过程如图1所示:

过程如图2所示
已知:Ⅰ.CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g)△H1=+90.4kJ•mol-1
Ⅱ.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H2=-41kJ•mol-1
反应Ⅲ的热化学方程为 CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.4kJ/molCO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.4kJ/mol。
(2)在恒压密闭容器中,反应Ⅱ的进气比n(CO)n(H2O)同时,测得相应的CO的平衡转化率如图2所示(各点对应的反应条件除温度可能不同外,其余都相同)
①图中A、D和F三点对应的反应温度TA、TD、TF的关系是 TA=TD=TFTA=TD=TF,其原因是 KA=KD=KF=1,平衡常数是温度的函数,对于同一反应而言,平衡常数相同时,温度一定相同KA=KD=KF=1,平衡常数是温度的函数,对于同一反应而言,平衡常数相同时,温度一定相同。
②CO的平衡转化率与进气比、反应温度之间的关系是 温度相同,进气比越大,CO的平衡转化率越小;进气比相同,反应温度越高,CO的平衡转化率越小温度相同,进气比越大,CO的平衡转化率越小;进气比相同,反应温度越高,CO的平衡转化率越小。
③C、D两点对应的反应速率大小:vC<<vD(填“>”“<”或“=”)。
④已知反应速率v=v正-v逆=k正•x(CO)•x(H2O)-k逆•x(CO2)•x(H2),其中k为反应速率常数、x为物质的量分数,在达到平衡状态为D点的反应过程中,当CO的转化率刚好达到20%时,v正v逆=1616(结果保留3位有效数字)。
n
(
CO
)
n
(
H
2
O
)
v
正
v
逆
【考点】化学平衡的计算;用盖斯定律进行有关反应热的计算.
【答案】CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.4kJ/mol;TA=TD=TF;KA=KD=KF=1,平衡常数是温度的函数,对于同一反应而言,平衡常数相同时,温度一定相同;温度相同,进气比越大,CO的平衡转化率越小;进气比相同,反应温度越高,CO的平衡转化率越小;<;16
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:9引用:1难度:0.5
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