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甲醇是一种基础有机化工原料,广泛应用于精细化工、塑料、医药等行业,可由多种方法合成。回答下列问题:
Ⅰ.CO加氢法。反应原理为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH1
(1)已知:CO(g)、H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热[ΔH/(kJ⋅mol-1)]分别为-283.0、-285.8、-890.31;CH3OH(l)═CH3OH(g)ΔH=+11.0kJ⋅mol-1。则ΔH1=
-128.1kJ•mol-1
-128.1kJ•mol-1

Ⅱ.CO2加氢法。主要涉及如下反应:
i.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2<0
ii.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH3<0
iii.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH1
(2)其他条件不变的情况下,在一定温度区间内,CH3OH的产率出现了随着温度的升高先增大后减小的现象,如图1所示,推测其原因为
T1之前,反应未达到平衡时,随着温度的升高,反应速率加快,CH3OH的产率增大,T1之后,反应达到平衡,再升高温度,平衡逆向移动,CH3OH的产率减小
T1之前,反应未达到平衡时,随着温度的升高,反应速率加快,CH3OH的产率增大,T1之后,反应达到平衡,再升高温度,平衡逆向移动,CH3OH的产率减小


(3)一定条件下,向密闭容器中充入1molCO2和3molH2只发生反应i,图2表示某一条件(L)一定时,CO2的平衡转化率随另一条件(X)的变化关系,其中L(L1、L2)和X可分别代表压强或温度。
①L1
L2(填“>”或“<”);a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系为
Ka=Kb>Kc
Ka=Kb>Kc

②若a点对应容器体积为2L,恒温反应5min后达到平衡,则0~5min内,v(CO2)=
0.05mol/(L•min)
0.05mol/(L•min)

(4)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入2molCO2和6molH2只发生上述反应ii和iii,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为1.2mol,H2O(g)为1.6mol,此时H2的浓度为
1
1
mol⋅L-1,反应ii的平衡常数为
0.8
0.8

【答案】-128.1kJ•mol-1;T1之前,反应未达到平衡时,随着温度的升高,反应速率加快,CH3OH的产率增大,T1之后,反应达到平衡,再升高温度,平衡逆向移动,CH3OH的产率减小;>;Ka=Kb>Kc;0.05mol/(L•min);1;0.8
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:16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:163引用:26难度:0.3
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