工业上常以水煤气为原料制备氢气或甲醇,其主要反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH称为CO催化变换反应,请回答下列问题。
(1)已知在25℃时:
2C(石墨)+O2(g)=2CO(g)ΔH1=-222kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2=-484kJ/mol
C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH3=-394kJ/mol
则25℃时,CO催化变换反应的ΔH=-41 kJ•mol-1-41 kJ•mol-1。
(2)某温度下CO催化变换反应平衡常数为9,反应开始时CO(g)和H2O(g)的浓度都是0.01mol/L,达平衡时CO的转化率为 75%75%;在该温度下,若起始时c(CO)=0.01mol/L,c(H2O)=0.02mol/L,反应一段时间后,测得c(H2)=0.005mol/L,则此时该反应v正>>v逆(填“>”“<”或“=”)。
(3)恒温恒容条件下,判断CO催化变换反应达到平衡状态的标志有 DEDE。
A.容器内的压强保持不变
B.容器中H2O(g)的浓度与CO2的浓度相等
C.容器中混合气体的密度保持不变
D.CO的生成速率与H2的生成速率相等
E.2molH-O键断裂的同时有1molH-H键断裂
(4)在CO催化变换反应的产物中补充氢气可以用于工业制备甲醇:3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),当起始投料n(H2)n(CO2)=3时,在不同条件下达到平衡,测得体系中甲醇物质的量分数为x(CH3OH),如图所示,a线表示在t=250℃下的x(CH3OH)~p、b线表示在p=5×105Pa下的x(CH3OH)~t。

①根据图像判断该制备甲醇反应ΔH <<0。
②已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数,用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp),则250℃时,当x(CH3OH)=0.10时,计算该反应Kp=(9×105Pa×0.1)2(9×105Pa×0.6)3×(9×105Pa×0.2)(9×105Pa×0.1)2(9×105Pa×0.6)3×(9×105Pa×0.2)(只需列出计算表达式)。
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)
(
9
×
1
0
5
P
a
×
0
.
1
)
2
(
9
×
1
0
5
P
a
×
0
.
6
)
3
×
(
9
×
1
0
5
P
a
×
0
.
2
)
(
9
×
1
0
5
P
a
×
0
.
1
)
2
(
9
×
1
0
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a
×
0
.
6
)
3
×
(
9
×
1
0
5
P
a
×
0
.
2
)
【答案】-41 kJ•mol-1;75%;>;DE;<;
(
9
×
1
0
5
P
a
×
0
.
1
)
2
(
9
×
1
0
5
P
a
×
0
.
6
)
3
×
(
9
×
1
0
5
P
a
×
0
.
2
)
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:26引用:1难度:0.6
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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
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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
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