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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
(1)反应②是
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
v(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
时,消耗甲醇的质量是
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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  • 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:9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:67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:164引用:26难度:0.3
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