甲醇是一种重要的有机原料,在催化剂的作用下,CO和H2反应可生成甲醇(CH3OH)和副产物CH4,反应如下:
反应①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1=-90.0kJ/mol
反应②CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g) ΔH2
反应③CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) ΔH3=+125.0kJ/mol
反应④CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH4=-25.0kJ/mol K1、K2、K3、K4分别表示反应①、②、③、④的平衡常数.
回答下列问题:
(1)反应②的ΔH2=−150.0−150.0kJ/mol,K2与K3和K4的关系为K2=K4K3K4K3。
(2)图1中能正确表示反应①的平衡常数(lgK1)随温度变化的曲线为 AA(填曲线字母),其判断理由为 该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K减小,lgK减小该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K减小,lgK减小。

(3)为探究不同催化剂对CO和H2生成CH3OH的选择性效果,某实验室控制CO和H2的初始投料比为1:3进行实验,得到如下表1数据:
K
4
K
3
K
4
K
3
T/K | 时间/min | 催化剂种类 | 甲醇的含量(%) |
450 | 10 | CuO-ZnO | 78 |
450 | 10 | CuO-ZnO-ZrO2 | 88 |
450 | 10 | ZnO-ZrO2 | 46 |
CuO-ZnO-ZrO2
CuO-ZnO-ZrO2
。②图2中,T1℃时CO转化率最大的原因是
ab过程是在建立平衡的过程中,一氧化碳的转化率逐渐增大,c点达到平衡,一氧化碳的转化率最大,过了c点,升高温度,平衡逆向移动,一氧化碳的转化率降低
ab过程是在建立平衡的过程中,一氧化碳的转化率逐渐增大,c点达到平衡,一氧化碳的转化率最大,过了c点,升高温度,平衡逆向移动,一氧化碳的转化率降低
。③有利于提高CO转化为CH3OH的平衡转化率的措施有
BD
BD
。A.使用催化剂CuO-ZnO-ZrO2
B.适当降低反应温度
C.增大CO和H2的初始投料比
D.恒容下,再充入amolCO和3amolH2
(4)已知1000℃,反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) K4=1.0,该温度下,在某时刻体系中CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为3mol⋅L-1、1mol⋅L-1、4mol⋅L-1、2mol⋅L-1,则此时上述反应的v正(CO)
<
<
v逆(CO)(填“>”、“<”或“=”),达到平衡时c(CO)=3.5
3.5
mol⋅L-1。【答案】−150.0;;A;该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K减小,lgK减小;CuO-ZnO-ZrO2;ab过程是在建立平衡的过程中,一氧化碳的转化率逐渐增大,c点达到平衡,一氧化碳的转化率最大,过了c点,升高温度,平衡逆向移动,一氧化碳的转化率降低;BD;<;3.5
K
4
K
3
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:1引用:1难度:0.5
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(1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有关说法正确的是
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
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则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
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