一碳化学的研究是从一氧化碳、二氧化碳出发,生产其他化工原料和产品的方法。在一定条件下,利用反应甲:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1,可以获得水及可再生能源甲醇。
请回答下列问题:
(1)①已知:O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)△H2=-242 kJ•mol-1
2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H3=-630 kJ•mol-1
则△H1=-48kJ•mol-1-48kJ•mol-1。
②在恒温恒容密闭容器中充入a mol CO2和3a mol H2,下列能说明反应甲达到平衡状态的是ADAD(填序号)。
A.体系的压强保持不变
B.CO2和H2的转化率相等
C.混合气体的密度保持不变
D.混合气体平均相对分子质量保持不变
E.CO2、H2的物质的量浓度之比为1:3,且不再随时间的变化而变化
(2)实验测得,在容器中可同时发生甲和乙两个反应。
反应乙:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H4=+42.5 kJ•mol-1。在一定条件下,将1molCO2和3mol H2充入到1L恒容密闭容器中,测得反应容器中CO2平衡转化率(a),CH3OH选择性(b),CO选择性(c)随温度的关系如图所示。[已知:CH3OH选择性=n(CH3OH)生成n(CO2)消耗×100%]

③在T℃时,反应一段时间后,测得容器中n(CH3OH):n(CO2):n(CO)=0.28:0.70:0.02,此时CO2转化率=3030%。
④该容器中的反应达平衡后,下列措施中一定能提高平衡体系中CH3OH百分含量的是 ACAC。
A.降低温度
B.增大CO2的浓度
C.增大压强
D.使用高效催化剂
E.在原料气中加入H2O(g)
⑤如图所示,240℃以上,随着温度升高,CO2的平衡转化率升高,而CH3OH的选择性降低,其原因可能是 反应甲的ΔH<0,反应乙的ΔH>0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OH的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度反应甲的ΔH<0,反应乙的ΔH>0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OH的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度。
⑥250℃左右时,反应甲和乙达到平衡状态时,若CO2转化率为25%,CH3OH和CO选择性均为50%,则容器中c(H2)=2.5mol/L2.5mol/L,该温度下反应甲的平衡常数为 0.25×0.1252.53×0.750.25×0.1252.53×0.75L2/mol2(列出计算式)。
n
(
C
H
3
OH
)
生成
n
(
C
O
2
)
消耗
0
.
25
×
0
.
125
2
.
5
3
×
0
.
75
0
.
25
×
0
.
125
2
.
5
3
×
0
.
75
【考点】化学平衡的计算.
【答案】-48kJ•mol-1;AD;30;AC;反应甲的ΔH<0,反应乙的ΔH>0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OH的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度;2.5mol/L;
0
.
25
×
0
.
125
2
.
5
3
×
0
.
75
【解答】
【点评】
声明:本试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布。
发布:2024/6/27 10:35:59组卷:13引用:1难度:0.4
相似题
-
1.反应 4A(g)+5B(g)⇌4C(g)+6D(g)在 5L 的密闭容器中进行,半分钟后,C 的物质的量增 加了 0.30mol。下列叙述正确的是( )
发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6 -
2.氢气最早于16世纪被人工制取出来,氢气是一种清洁能源。
(1)利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知:H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(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
C.增大压强
D.加入合适的催化剂
(4)工业上,以KNH2和液氨为电解质,以石墨为电极,电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为发布:2025/1/4 8:0:1组卷:9引用:3难度:0.5 -
3.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.1mol/(L•min).求:
(1)此时A的浓度c(A)=
(2)B的平均反应速率v(B)=
(3)x的值为发布:2024/12/30 19:0:1组卷:164引用:26难度:0.3