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甲醇可用于制造甲醛和农药,工业上可由碳的氧化物和氢气反应制得。
(1)CO和H2在一定条件下能发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH<0。T℃时,在容积为VL的恒容密闭容器中充入1mol CO和2mol H2发生反应,反应进行至tmin时达到平衡状态,此时测得H2的体积分数为30%。
①该反应在
低温
低温
(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
②tmin时,c(CH3OH)=
11
14
V
11
14
V
mol•L-1,0~t min内,H2的平均反应速率v(H2)=
11
7
V
t
11
7
V
t
mol•L-1•min-1.
③T℃时,反应的平衡常数Kc=
539
V
2
27
539
V
2
27
。(用含V的代数式表示)
(2)用CO2和H2制备CH3OH,可实现CO2的资源化利用,涉及的反应如下:
主反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.2kJ•mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2
将反应物混合气体按进料比n(CO2):n(H2)=1:3通入反应装置中,选择合适的催化剂,发生上述反应。
①已知:C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)ΔH3=+131.3kJ•mol-1
C(S)+2H2O(g)⇌CO2(g)+2H2(g)ΔH4=+90kJ•mol-I
则ΔH2=
+41.3
+41.3
kJ•mol-1。
②在恒温恒压下,假设只发生主反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.2kJ•mol-1,则下列说法能判断主反应已达到化学平衡状态的是
ABE
ABE
。(填标号)
A.容器内气体密度保持不变
B.CH3OH的体积分数保持不变
C.反应的平衡常数K保持不变
D v(H2)=v(H2O)
E.混合气体的平均相对分子质量保持不变
③不同温度下,CO2的平衡转化率如图1所示,温度高于503K时,CO2的平衡转化率随温度的升高而增大的原因是
CO2的平衡转化率为正反应和副反应的CO2的平衡转化率之和,副反应为吸热反应,副反应CO2的平衡转化率随温度的升高而增大,主反应为放热反应,主反应CO2的平衡转化率随温度的升高而降低,温度较高时,CO2的平衡转化率主要取决于副反应
CO2的平衡转化率为正反应和副反应的CO2的平衡转化率之和,副反应为吸热反应,副反应CO2的平衡转化率随温度的升高而增大,主反应为放热反应,主反应CO2的平衡转化率随温度的升高而降低,温度较高时,CO2的平衡转化率主要取决于副反应
;实际生产中,保持压强不变,相同反应时间内不同温度下CH3OH的产率如图2所示,由图可知,523K时CH3OH的产率最大,可能的原因是
BC
BC
。(填标号)
A.该条件下主反应限度最大
B.该条件下主反应速率最快
C.523K时催化剂的活性最强

【考点】化学平衡的计算.
【答案】低温;
11
14
V
;
11
7
V
t
;
539
V
2
27
;+41.3;ABE;CO2的平衡转化率为正反应和副反应的CO2的平衡转化率之和,副反应为吸热反应,副反应CO2的平衡转化率随温度的升高而增大,主反应为放热反应,主反应CO2的平衡转化率随温度的升高而降低,温度较高时,CO2的平衡转化率主要取决于副反应;BC
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:13引用:1难度:0.5
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  • 1.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=
     
    kJ•mol-1。
    (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
     
    ;保持其他条件不变,温度改为T2℃,经25s后达到平衡,测得c(CH4)=2c(C2H4),则0~25s内v(C2H4)=
     
    mol•L-1•s-1。
    (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
     
    (填“>”或“<”)0,此时的平衡常数Kp=
     
    (用平衡分压代替浓度进行计算)Pa2。
    ②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
     
    (填标号)。
    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
     
    ,一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为
     
    。

    发布:2025/1/4 8:0:1组卷:10引用:3难度:0.5
  • 2.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:70引用:6难度:0.6
  • 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)=
     
    mol/L,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反应速率v(B)=
     
    mol/(L•min);
    (3)x的值为
     
    .

    发布:2024/12/30 19:0:1组卷:167引用:26难度:0.3
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