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工业上利用合成气(CO、CO2和H2)来生产甲醇,有关反应的化学方程式及其在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。
化学反应 平衡常数 500℃ 700℃ 800℃
Ⅰ.2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)△H1 K1 2.5 0.34 0.15
Ⅱ.H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g)△H2 K2 1.0 1.70 2.52
Ⅲ.3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H3 K3
(1)若合成气为H2和CO2,仅按反应Ⅲ合成甲醇。请回答:
①由H2(g)和CO2(g)合成CH3OH(g)的△H3=
△H1+△H2
△H1+△H2
。(用△H1、△H2表示)
②下列措施能使反应Ⅲ的平衡体系中
n
C
H
3
OH
n
H
2
时增大的是
A
A
(字母代号)。
A.水蒸气从体系中分离出去B.恒压时充入氮气
C.升高温度D.恒容时再充入一定量H2
③500℃测得反应Ⅲ在10min时,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为
2mol/L、1.0mol/L、0.6mol/L、0.6mol/L,则此时v
(填“>”“=”或“<”)v。从开始到该时刻,用H2表示反应的平均速率为v(H2)=
0.18mol/(L•min)
0.18mol/(L•min)

(2)若用合成气H2、CO和CO2生产甲醇,当
n
H
2
n
CO
+
n
C
O
2
=
a
时,体系中CO平衡转化率[α(CO)]与温度和压强关系的一些散点如图所示。520K、压强为p时,α(CO)处于C点.
①若保持温度不变,增大压强,则可能是图中的
D
D
点(填字母代号,下同)。
②若保持压强不变,升高温度,则可能是图中的
I
I
点。

【答案】△H1+△H2;A;>;0.18mol/(L•min);D;I
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:12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K1
    K2(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%
    (2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
    则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ•mol-1
    (3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆.甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.
    ①该电池正极的电极反应式为
     

    ②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
     
    个电子发生转移.
    (4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是
     
     
    (用相关的电极反应式和离子方程式表示)

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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