近年,甲醇的制取 与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。以下是两种制取过程:
(1)利用CO2制取甲醇
在1L的容器中,选择合适的催化剂进行反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。改变表中条件,测得如表数据:
温度 | 投料n(H2 )/mol | 投料n(CO2)/mol | H2 平衡转化率/% | |
1组 | T1 | 1 | 2 | 60 |
2组 | T2 | 2 | 2 | 50 |
3组 | T3 | 6 | 2 | α |
0.35(mol•L-1)-2
0.35(mol•L-1)-2
(计算结果保留2位小数);若T1=T3,则α >
>
60%(填“<”“=”“>”),结合相关数据计算,写出推理过程 当α=60%时,浓度熵Q=≈0.13<0.35,反应正向进行,达到平衡后α>60%
1
.
2
×
1
.
2
0
.
8
×
(
2
.
4
)
3
当α=60%时,浓度熵Q=≈0.13<0.35,反应正向进行,达到平衡后α>60%
。1
.
2
×
1
.
2
0
.
8
×
(
2
.
4
)
3
②已知反应速率v正=k正 x(CO2)x3(H2),v逆=k逆 x(CH3OH)x(H2O),k 正、k逆为速率常数,x为物质的量分数。若第2组数据的k正=20mol•L-1•s-1,则平衡时v逆=
0.27
0.27
mol•L-1•s-1。(2)利用烯烃催化制取甲醇
制取过程中发生如下反应:
I.C3H6(g)+3H2O(g)⇌3CH3OH(g)△H1
II.C2H4(g)+2H2O(g)⇌2CH3OH(g)△H2
III.3C2H4(g)⇌2C3H6(g)△H3
反应I、III的vant Hoff实验数据如图所示( vant Hoff经验公式RlnK=-
Δ
H
θ
T
①△H2=
2
Δ
H
1
+
Δ
H
2
3
2
Δ
H
1
+
Δ
H
2
3
-100
-100
kJ•mol-1。②为研究该反应体系的平衡关系,向容积为1L的容器中加入1.0mol甲醇,控制温度为500K,测得平衡时,甲醇的转化率为0.8,乙烯的物质的量为0.1mol,则R的数值为
8.1
8.1
。(计算结果保留1位小数,已知:lge=0.43,lg5=0.7)【考点】化学平衡的计算.
【答案】0.35(mol•L-1)-2;>;当α=60%时,浓度熵Q=≈0.13<0.35,反应正向进行,达到平衡后α>60%;0.27;;-100;8.1
1
.
2
×
1
.
2
0
.
8
×
(
2
.
4
)
3
2
Δ
H
1
+
Δ
H
2
3
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:59引用:1难度:0.3
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(2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
(3)CH4分解时几种气体的平衡分压(pPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。
①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
A.减小C2H2的浓度
B.升高温度
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D.加入合适的催化剂
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(1)此时A的浓度c(A)=
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