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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:40 题号:12591612
甲醇是结构最为简单的饱和一元醇,又称“木醇”或“木精”。甲醇是一碳化学基础的原料和优质的燃料,主要应用于精细化工、塑料、能源等领域。已知甲醇制备的有关化学反应如下:
反应①:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)     ΔH1=﹣92kJ/mol
反应②:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)     ΔH2
反应③:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)     ΔH3=﹣49kJ/mol
(1)反应②的ΔH2=_______ kJ/mol
(2)500℃时三个反应的平衡常数依次为K1、K2与K3,则K3=_______(用K1、K2表示)。已知500℃时,K1=2.5,K2=1.0,并测得该温度下反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol/L)分别为1.0、0.2、0.6、1.5,则此时 v正_______v逆(填“>”、“=”或“<”)

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐1】在某一容积为5L的密闭容器内,加入0.2molCO与0.2molH2O,在催化剂存在的条件下加热至高温,发生以下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH>0。反应中CO2的浓度随时间变化情况如图:

(1)根据图中数据,反应开始至达到平衡时,v(CO)=_______;反应达到平衡时,c(H2)=_______
(2)判断该反应达到平衡的依据是_______(填字母)。
A.CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等
B.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
C.CO的体积分数不再发生变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
E.混合气体的密度不再发生变化
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
298K时,已知:
①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=akJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2=bkJ•mol-1
③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=ckJ•mol-1
则反应:2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g)的焓变ΔH=_______(用含a、b、c的式子表示)。
2022-11-30更新 | 25次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ∙mol-1
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
III.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=+40.9kJ∙mol-1
回答下列问题:
(1)ΔH2=___________
(2)一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应,tmin达到平衡时,容器中CH3OH(g)为amol,CO为bmol,则CO2的消耗速率为___________(用含a、b、V、t的代数式表示),反应III的平衡常数为___________(用含a、b、V的代数式表示)。
(3)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示

已知:CO2的平衡转化率=100%
CH3OH的平衡产率=100%
其中纵坐标表示CH3OH的平衡产率的是图___________(填“甲”或“乙”),理由为___________;压强P1、P2、P3由大到小的顺序为___________;图乙中T1温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是___________
(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为______(填标号)。
A.低温、低压B.高温、低压C.低温、高压D.高温、高压
2022-02-26更新 | 161次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐3】CO2的资源化利用能有效减少CO2排放缓解能源危机。用CO2、H2为原料合成甲醇(CH3OH)过程主要涉及以下反应:
a)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1
b)CO2g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
c)CO(g)+H2(g)CH3OH(g) △H3=-45.1kJ/mol
(1)根据盖斯定律,反应a的△H1=___________
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了CO2与H2在TiO2/Cu催化剂表面生成CH3OH和H2O的部分反应历程,如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。

反应历程中最小能垒(活化能)E___________eV。写出历程②的化学方程式___________
(3)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有___________。
A.升高温度,反应b正向移动,反应c逆向移动
B.加入反应a的催化剂,可以降低反应的活化能及反应热
C.增大H2的浓度,有利于提高CO2的平衡转化率
D.及时分离除CH3OH,可以使得反应a的正反应速率增大
(4)加压,甲醇产率将___________;若原料二氧化碳中掺混一氧化碳,随一氧化碳含量的增加,甲醇产率将___________。(填“升高”、“不变”、“降低”或“无法确定”)。
(5)使用新型催化剂,让1molCO2和3molH2在1L密闭容器中只发生反应a、b,CO2平衡转化率和甲醇选择率(甲醇选择率是指转化生成甲醇的CO2物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示。

553K时,若反应后体系的总压为p,反应a的Kp=___________(列出计算式)。(Kp为压强平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中用气体分压代替浓度,气体的分压等于总压乘以物质的量分数),由上图可知,适宜的反应温度为___________
2022-01-18更新 | 362次组卷
共计 平均难度:一般