一碳化学是指化学反应过程中反应物只含一个碳原子的反应,例如下列反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-48.5kJ/mol
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ/mol
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH3
回答下列问题:
(1)根据反应Ⅰ和反应Ⅱ,反应Ⅲ的焓变,ΔH3=-89.7-89.7kJ•mol−1。
(2)在一个恒温恒压的密闭容器中只发生反应I,下列能说明可逆反应达到平衡的是 ACAC。
A.混合气体密度不再发生改变
B.混合气体颜色不再发生改变
C.混合气体平均相对分子质量不再发生改变
D.v(H2)=3v(H2O)
E.每当有2molC=O键发生断裂,同时有3molO-H键形成
(3)T℃时,在一个体积恒为2L的密闭容器中只发生反应Ⅲ,向容器中投入1molCO和2molH2,经历10min反应Ⅲ到达平衡,此时H2的浓度c(H2)=0.4mol•L−1。
①则从开始到平衡时CO的化学反应速率为υ(CO)=0.03mol/(L•min)0.03mol/(L•min)。
②在该温度下反应Ⅲ的化学平衡常数K=9.375L2/mol29.375L2/mol2。
③若在反应Ⅲ达到平衡之后的某一时刻,向体系中再加入1molCO(g)和1molCH3OH(g),此时反应Ⅲ的化学反应速率ν正>>ν逆(填“>”、“<”或“=”)。
(4)另在一个密闭容器中发生上述所有反应,研究数据发现:在一定温度范围内,CO2的转化率均随温度升高而增大。
①用平衡移动原理解释上述CO2转化率增大的原因是 升高温度,反应I平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡正向移动,但反应Ⅱ的影响程度大于反应I,CO2的消耗量大于生成量,所以CO2转化率增大升高温度,反应I平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡正向移动,但反应Ⅱ的影响程度大于反应I,CO2的消耗量大于生成量,所以CO2转化率增大。
②已知CH3OH的选择性=CH3OH产率CO2转化率,除调控反应体系的温度外,还可以增大CH3OH的选择性的方法有 加压(或选择更合适的催化剂)加压(或选择更合适的催化剂)(任写一条即可)。
C
H
3
OH
产率
C
O
2
转化率
【答案】-89.7;AC;0.03mol/(L•min);9.375L2/mol2;>;升高温度,反应I平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡正向移动,但反应Ⅱ的影响程度大于反应I,CO2的消耗量大于生成量,所以CO2转化率增大;加压(或选择更合适的催化剂)
【解答】
【点评】
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发布:2024/10/25 3:0:4组卷:2引用:2难度:0.5
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