Ⅰ.目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇,某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如表所示:请回答下列问题:
化学反应 | 焓变 | 平衡常数 | 温度/℃ | ||
500 | 700 | 800 | |||
①2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) | ΔH1 | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g) | ΔH2 | K2 | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
③3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) | ΔH3 | K3 |
吸热
吸热
(填“吸热”或“放热”)反应。(2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=
K1×K2
K1×K2
(用K1、K2表示),ΔH3=△H1+△H2
△H1+△H2
(用ΔH2、ΔH2表示);根据反应③判断ΔS <
<
0(填“>”“<”或“=”),在 较低
较低
(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。(3)要使反应③在一定条件下提高氢气的转化率,可采取的措施有
DF
DF
(填写字母序号)。A.容器容积不变,再充入部分氢气
B.扩大反应容器的容积
C.升高温度
D.降低温度
E.使用合适的催化剂
F.从平衡体系中及时分离出CH3OH
(4)500℃时,测得反应③在某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.1mol⋅L-1、0.3mol⋅L-1、0.3mol⋅L-1、0.15mol⋅L-1,则此时v正
<
<
v逆(填“>”“<”或“=”)。Ⅱ.(5)恒温恒容下,向密闭容器中通入体积比为1:1的H2和CO2,能判断下列反应CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)处于平衡状态的是
AD
AD
。A.体系内压强保持不变
B.体系内气体密度保持不变
C.CO2的体积分数保持不变
D.断裂3molH-H键的同时断裂3molH-O键
(6)250℃,一定压强和催化剂条件下,1.00molCH3OH和1.32molH2O充分发生下列④⑤反应,反应④CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g);反应⑤H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g);平衡时测得H2为2.70mol,CO为0.030mol,则反应④中CH3OH的转化率
91%
91%
,反应⑤的平衡常数是 5.6×10-3
5.6×10-3
(以上结果均保留两位有效数字)Ⅲ.如图是甲醇燃料电池工作示意图:

(7)当内电路转移1.5
mol
CO
2
-
3
16
16
g。(8)正极的电极反应式为
O2+2CO2+4e-=2
CO
2
-
3
O2+2CO2+4e-=2
。CO
2
-
3
【答案】吸热;K1×K2;△H1+△H2;<;较低;DF;<;AD;91%;5.6×10-3;16;O2+2CO2+4e-=2
CO
2
-
3
【解答】
【点评】
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发布:2024/7/7 8:0:9组卷:18引用:1难度:0.5
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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
②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
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
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