(共13分)关于
的研究对于碳达峰、碳中和具有重要意义。工业上利用CO与
制备甲醇的反应为
,实验室中在1L恒容密闭容器中模拟该反应,将
和
通入容器中,分别在
与
条件下反应,
的物质的量
随时间的变化情况如表:
(1)下列描述能说明反应已经达到平衡的是_______
(2)上述温度![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bad562391edb9e4e07b2e3c07ffeff2f.png)
_______ 、该反应的焓变![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
_______ 0(填“>”、“<”)
(3)计算
时,反应在
之间的平均速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1dfab411f0ce80ee4eb5cdb1617cf5a5.png)
_______
(4)
时,保持温度和体积不变,反应进行到
后,再向容器中充入
各
,此时反应继续向_______ (填“正反应”、“逆反应”)进行
(5)假设对于上述反应有
,温度为
,反应进行到
时
的反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8fb99cb1a89a3133eb08cf5e61b414fd.png)
_______ (用含有
的式子表示)
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时间![]() | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
![]() | 0.40 | 0.60 | 0.75 | 0.84 | 0.90 | 0.90 |
![]() | 0.60 | 0.75 | 0.78 | 0.80 | 0.80 | 0.80 |
(1)下列描述能说明反应已经达到平衡的是_______
A.容器中的气体平均摩尔质量不再变化 | B.容器内气体的密度不再变化 |
C.容器内气体的压强不再变化 | D.![]() |
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(3)计算
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(4)
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(5)假设对于上述反应有
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更新时间:2021-12-28 22:19:52
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解答题-原理综合题
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【推荐1】I.某化学反应中,反应混合物A、B、C的物质的量浓度(c)与时间(t)的关系如下表所示:
(1)该反应的化学方程式为 __________________________________
(2)4 min末A的转化率约为______________
II.某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如表所示:
(3)该实验的目的是探究________ 、________ 对锌和稀盐酸反应速率的影响。
(4)实验Ⅰ和Ⅱ表明________ ,化学反应速率越大。
(5)能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是________ 和________ 。
(6)请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响:___________________ 。
初始 | 2 min | 4 min | 6 min | |
c(A)/mol·L-1 | 1.45 | 1.28 | 1.00 | 1.00 |
c(B)/mol·L-1 | 0.38 | 0.72 | 1.28 | 1.28 |
c(C)/mol·L-1 | 0.095 | 0.18 | 0.32 | 0.32 |
(2)4 min末A的转化率约为
II.某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如表所示:
实验编号 | 锌的形态 | 反应温度/℃ | 收集100 mL氢气所需时间/s |
Ⅰ | 薄片 | 15 | 200 |
Ⅱ | 薄片 | 25 | 90 |
Ⅲ | 粉末 | 25 | 10 |
(4)实验Ⅰ和Ⅱ表明
(5)能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是
(6)请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响:
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解答题-原理综合题
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【推荐2】在密闭容器中充入一定量H2S,发生反应2H2S(g)⇌2H2(g)+S2(g)-Q(Q>0),如图为H2S气体的平衡转化率与温度、压强的关系。请完成下列填空:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878587319934976/2878770775318528/STEM/44bee021-1671-4384-8baf-7dc8fb1df5c5.png?resizew=222)
(1)在一定条件下,往2L密闭容器中充入4molH2S进行反应,2min时达到平衡状态,此时H2S剩余2mol,计算0~2min内S2的平均反应速率v(S2)_______ mol·L-1·min-1。图中压强p1,p2、p3从大到小顺序为_______ ,原因是_______ 。
(2)又已知H2S可转化成羰基硫(COS):CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g)+Q(Q>0)
①上述反应的平衡常数表达式K=_______ 。
②在一恒容、绝热(与外界无热交换)的密闭容器中,充入H2S(g)与CO(g)进行上述反应。下列事实能说明反应达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.消耗H2的速率与生成COS速率之比为1:1
B.生成amolCOS,同时形成amolH-S键
C.
的值不再改变
D.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(3)若将标准状况下224mL的H2S气体通入200mL的CuSO4溶液中正好完全反应,现象是_______ ,写出反应的离子方程式_______ ,若溶液体积没有发生改变,此时溶液的pH值是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878587319934976/2878770775318528/STEM/44bee021-1671-4384-8baf-7dc8fb1df5c5.png?resizew=222)
(1)在一定条件下,往2L密闭容器中充入4molH2S进行反应,2min时达到平衡状态,此时H2S剩余2mol,计算0~2min内S2的平均反应速率v(S2)
(2)又已知H2S可转化成羰基硫(COS):CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g)+Q(Q>0)
①上述反应的平衡常数表达式K=
②在一恒容、绝热(与外界无热交换)的密闭容器中,充入H2S(g)与CO(g)进行上述反应。下列事实能说明反应达到平衡状态的是
A.消耗H2的速率与生成COS速率之比为1:1
B.生成amolCOS,同时形成amolH-S键
C.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d73ab0018a06c379d34d5cfab9cd132a.png)
D.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(3)若将标准状况下224mL的H2S气体通入200mL的CuSO4溶液中正好完全反应,现象是
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解题方法
【推荐3】通过实验探究温度和浓度对反应速率的影响。
实验原理及方案:在酸性溶液中,KIO3和Na2SO3可发生反应生成I2,生成的I2可用淀粉溶液检验,根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
(1)碘酸钾和亚硫酸钠反应的离子方程式为_________________ ;
(2)实验①③中V1=_______ ,V2=_______ ;出现蓝色的时间由大到小的顺序_______ ;(用t1、t2、t3表示)
(3)对比实验②、③可得出的结论是___________________ ;
(4)资料显示①的反应进行至10s时,测得Na2SO3溶液的浓度为0.005mol·L-1,则10s内生成I2的平均化学反应速率v(I2)=________________ 。
实验原理及方案:在酸性溶液中,KIO3和Na2SO3可发生反应生成I2,生成的I2可用淀粉溶液检验,根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
实验序号 | 0.1mol·L-1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL | 0.1mol·L-1Na2SO3溶液的体积/mL | 水的体积/mL | 实验温度/℃ | 出现蓝色的时间/s |
① | 5 | 5 | V1 | 5 | t1 |
② | 5 | 5 | 40 | 25 | t2 |
③ | 5 | V2 | 30 | 25 | t3 |
(2)实验①③中V1=
(3)对比实验②、③可得出的结论是
(4)资料显示①的反应进行至10s时,测得Na2SO3溶液的浓度为0.005mol·L-1,则10s内生成I2的平均化学反应速率v(I2)=
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】近年来甲醇用途日益广泛,越来越引起商家的关注,工业上甲醇的合成途径多种多样。现有实验室中模拟甲醇合成反应,在2 L 密闭容器内,400 ℃时反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H<0,体系中n(CO)随时间的变化如下表:
(1)图中表示CH3OH 的变化的曲线是_______ 。
(2) 用H2表示从0~2s 内该反应的平均速率v(H2)=___________________ 。
(3)该反应达到最大限度时CO的转化率为___________ 。
(提示:转化率=
×100%)
(4) 能说明该反应已达到平衡状态的是______ 。
a. CO与H2的浓度保持不变 b. 容器内密度保持不变
c. 容器内压强保持不变 d. 每消耗1molCH3OH的同时有2mol H–H形成
(5) CH3OH 与O2的反应可将化学能转化为电能,其工作原理如下图所示,图中CH3OH 从______ (填A 或B)通入。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/6/27/2234807809974272/2235905419026432/STEM/8b442d1664484261b92de84b055ced51.png?resizew=26)
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 5 |
n(CO)(mol) | 0.020 | 0.011 | 0.008 | 0.007 | 0.007 |
(1)图中表示CH3OH 的变化的曲线是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/9/5147820c-0070-4acd-a827-e1d62e8cf61f.png?resizew=194)
(2) 用H2表示从0~2s 内该反应的平均速率v(H2)=
(3)该反应达到最大限度时CO的转化率为
(提示:转化率=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/777ea9414c42d3e40404457b30c5bc59.png)
(4) 能说明该反应已达到平衡状态的是
a. CO与H2的浓度保持不变 b. 容器内密度保持不变
c. 容器内压强保持不变 d. 每消耗1molCH3OH的同时有2mol H–H形成
(5) CH3OH 与O2的反应可将化学能转化为电能,其工作原理如下图所示,图中CH3OH 从
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/9/1dd22fdb-26c3-4d9f-8b25-6fbd0d66559b.png?resizew=193)
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【推荐2】(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在200mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
①上述实验过程中,反应速率最大时间段是________ (选填字母作答),该时间段反应速率最大的主要原因是________________________________________________________ 。
A.0~1min B.1~2min C.2~3min D.3~4min E.4~5min
②求2~3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率___________________ (假设反应过程中溶液体积不变)。
(2)某温度下在容积为1L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/28/503e46aa-3e61-4f9c-af68-551a22725c96.png?resizew=238)
①该反应的化学方程式是______________________________________________ 。
②该反应达到平衡状态的标志是________ 。
A.X的浓度不再改变
B.Y的体积分数在混合气体中保持不变
C.容器内气体的总压强保持不变
D.容器内气体的总质量保持不变
③反应进行到2min时,Y的转化率为_____________ 。
(3)燃料电池可以将气体燃料和氧气直接反应产生电能,其效率高、污染低,是一种很有前途的能源利用方式。但传统燃料电池使用氢气为燃料,而氢气既不易制取又难以储存,导致燃料电池成本居高不下。科研人员尝试用便宜的甲烷、乙烷等碳氢化合物为燃料,设计出新型燃料电池,使其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池。请写出以甲烷为燃料、硫酸为电解质溶液的该新型燃料电池工作时负极的电极反应方程式_________ 。
时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氢气体积(mL)(标准状况) | 50 | 120 | 232 | 290 | 310 |
A.0~1min B.1~2min C.2~3min D.3~4min E.4~5min
②求2~3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率
(2)某温度下在容积为1L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/28/503e46aa-3e61-4f9c-af68-551a22725c96.png?resizew=238)
①该反应的化学方程式是
②该反应达到平衡状态的标志是
A.X的浓度不再改变
B.Y的体积分数在混合气体中保持不变
C.容器内气体的总压强保持不变
D.容器内气体的总质量保持不变
③反应进行到2min时,Y的转化率为
(3)燃料电池可以将气体燃料和氧气直接反应产生电能,其效率高、污染低,是一种很有前途的能源利用方式。但传统燃料电池使用氢气为燃料,而氢气既不易制取又难以储存,导致燃料电池成本居高不下。科研人员尝试用便宜的甲烷、乙烷等碳氢化合物为燃料,设计出新型燃料电池,使其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池。请写出以甲烷为燃料、硫酸为电解质溶液的该新型燃料电池工作时负极的电极反应方程式
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【推荐3】汽车尾气是空气污染的重要因素之一,因此研究各种尾气处理技术来保护环境变得尤为重要。
(1)处理尾气中的NO可使用NSR储存还原法,该装置结构相对简单适用于轻型柴油车和汽油车。
已知:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4c3aeedd9b0cae3d85b61c12d5d9b3b7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/581e3278ab08a49dd9d57a2d046f9605.png)
①NSR技术工作原理的热化学方程式为![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/99da511bda419acce852c37cebf7c5b0.png)
___________
,K=___________ (用K1、K2表示)。
②一定条件下的密闭容器中,反应
达到平衡后,要加快反应速率并提高NO的转化率,可以采取的措施是___________ (任意写一条)。
(2)另一种SCR催化法多见于工业消除NO,其原理为![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1a886a9825425edbbd74cf7f88894116.png)
。在容积为2L的恒容密闭容器中充入
、
、
,在p1、p2时测得平衡时
的物质的量(n)随温度的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/20/2898713560088576/2899407095996416/STEM/0bfb0e25-c781-43eb-905f-c544d6de2349.png?resizew=404)
①上述反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
___________ (填“>”或“<”)0,图中压强p1___________ (填“>”或“<”) p2,在p1、393K时,上述反应___________ (填“能”或“不能”)自发进行。
②下列能判断该反应达到化学平衡状态的是___________ (填标号)。
A.
不再改变
B.容器内NO的体积分数不再改变
C.容器内混合气体的密度不再改变
D.容器的压强不再改变
E. 2v正(NH3)=3v逆(H2O)
③经测定知,N点时容器内气体的物质的量比反应前多0.18mol,则N点时,O2的转化率为___________ 。
④Q点时,该反应的平衡常数K=___________ (列出计算式)。
(1)处理尾气中的NO可使用NSR储存还原法,该装置结构相对简单适用于轻型柴油车和汽油车。
已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4c3aeedd9b0cae3d85b61c12d5d9b3b7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/581e3278ab08a49dd9d57a2d046f9605.png)
①NSR技术工作原理的热化学方程式为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/99da511bda419acce852c37cebf7c5b0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24cde03068deb44bd00e929884761b9d.png)
②一定条件下的密闭容器中,反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/99864835ef012050037f5009945428b4.png)
(2)另一种SCR催化法多见于工业消除NO,其原理为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1a886a9825425edbbd74cf7f88894116.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1b0c76730b912debae7b1ab3127ad372.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11f3417209ae1324fcaf56d494466a81.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/689cceefc5aed24568b73c0a6910c539.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/20/2898713560088576/2899407095996416/STEM/0bfb0e25-c781-43eb-905f-c544d6de2349.png?resizew=404)
①上述反应的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
②下列能判断该反应达到化学平衡状态的是
A.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b78133b54689852a090de1306b2cb14.png)
B.容器内NO的体积分数不再改变
C.容器内混合气体的密度不再改变
D.容器的压强不再改变
E. 2v正(NH3)=3v逆(H2O)
③经测定知,N点时容器内气体的物质的量比反应前多0.18mol,则N点时,O2的转化率为
④Q点时,该反应的平衡常数K=
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【推荐1】甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,还可以作为燃料电池的原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
由此计算ΔH1=______ kJ·mol-1,已知ΔH2=-58kJ·mol-1,则ΔH3=________ kJ·mol-1。
(2)以CH4和H2O为原料,通过下列反应也可以制备甲醇。
I:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.0kJ·mol-1
II:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-129.0kJ·mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为___________ 。
(3)工业上在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H。下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
①由表中数据判断△H___________ 0(填“>”、“=”或“<”)
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,4min达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,此时的温度为___________ ,则反应速率v(H2)=___________ 。
①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H—H | C—O | C≡O(CO) | H—O | C—H |
E/kJ·mol-1 | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
(2)以CH4和H2O为原料,通过下列反应也可以制备甲醇。
I:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.0kJ·mol-1
II:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-129.0kJ·mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为
(3)工业上在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H。下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度/℃ | 250 | 300 | 350 |
K/L2∙mol-2 | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,4min达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,此时的温度为
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【推荐2】甲醇是基本有机原料之一,可用于燃料电池、制取
等有机产品。
(1)一种“直接甲醇燃料电池”结构如图所示,电解质为强酸溶液,该燃料电池正极的电极反应式为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/16/3ae0952f-a891-4831-8b39-62aca61e6594.png?resizew=303)
(2)水煤气法制取甲醇的反应其反应的焓变、平衡常数如下:
平衡常数K1
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH2=-90.1kJ/mol 平衡常数K2
2CH4(g)+O2(g)
CH3OH(g) ΔH3平衡常数K3
则相同温度下K3=___________ (用含K1代数式表示)。
(3)二氧化碳加氢也可合成甲醇[CO2(g) + 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g)],在10.0L的密闭容器中投入
和
,在不同条件下发生反应,实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/16/fc2ee188-6dda-491b-a5d4-94954c4f78ae.png?resizew=240)
①图中二氧化碳合成甲醇正反应为___________ 反应(选填:“放热”或“吸热”)。
②图中压强P1___________ P2 (选填:“>”或“<”)。
③在图中“M”点,平衡常数K=___________ (填数值,保留2位小数)。
(4)甲醇与醇ROH在浓硫酸及加热条件下可制备汽油抗爆震剂MTBE,反应原理为:CH3OH+ROH
CH3OR+H2O
已知MTBE的分子式为
,其核磁共振氢谱如图所示。
①ROH的结构简式为___________ 。
②写出制备MTBE的化学方程式:___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/186e9b86f5cc94f95438aa32405e4767.png)
(1)一种“直接甲醇燃料电池”结构如图所示,电解质为强酸溶液,该燃料电池正极的电极反应式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/16/3ae0952f-a891-4831-8b39-62aca61e6594.png?resizew=303)
(2)水煤气法制取甲醇的反应其反应的焓变、平衡常数如下:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18856595e5883389d6ea3dab168a2834.png)
CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
2CH4(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
则相同温度下K3=
(3)二氧化碳加氢也可合成甲醇[CO2(g) + 3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5cddee7165930640cfd6575d810e8fbf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/199e180467cb7cd84327b241d24f6c37.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/16/fc2ee188-6dda-491b-a5d4-94954c4f78ae.png?resizew=240)
①图中二氧化碳合成甲醇正反应为
②图中压强P1
③在图中“M”点,平衡常数K=
(4)甲醇与醇ROH在浓硫酸及加热条件下可制备汽油抗爆震剂MTBE,反应原理为:CH3OH+ROH
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5745de631073b1dd696fd9083ca11dc2.png)
已知MTBE的分子式为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50650c7d7a371c777a08ff8e1fe99966.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/16/dcd42138-075b-4365-877d-092a85bd78dc.png?resizew=232)
①ROH的结构简式为
②写出制备MTBE的化学方程式:
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【推荐1】甲醇和水蒸气制取H2 的反应如下:
反应Ⅰ(主):CH3OH(g)+H2O(g)
CO2(g)+3H2(g) △H1=+49 kJ/mol
反应Ⅱ(副):H2(g)+CO2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2
反应Ⅲ:CH3OH(g)
CO(g)+2H2(g) △H3=+90kJ/mol
(1)△H2=_________ (填选项序号)。
(2)下列有关反应Ⅰ的说法不正确的是________ 。
a.恒温、恒压条件下,在反应体系中充入He,平衡不移动
b.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化反应达到平衡
c.反应达平衡时,H2的消耗速率是CO2 的消耗速率的3 倍
d.温度不变,减小压强,逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
(3)在一体积不变的密闭容器中,充入2.0 mol CH3OH(g)和1.0molH2O(g),达平衡后,再加入1.0mol CH3OH(g)和0.5mol H2O(g),在相同温度下,再达平衡时,甲醇的转化率______ (填“增大”“ 减小”或“不变”)。
(4)催化剂不仅可以改变化学反应速率,还有一种特性叫“催化剂的选择性”。下图为某催化剂作用下,CH3OH 转化率、CO生成率与温度的变化关系。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932286856765440/1933699436208128/STEM/1570ee8d4de34e74a142fd5b93c966d1.png?resizew=237)
①随着温度的升高,CO的实际反应生成率与平衡状态生成率相差较大的原因是催化剂对_____________ (填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)的选择性低。
②随着温度的升高,CH3OH 实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是___________ 。
③写出一条能提高CH3OH转化率而降低CO生成率的措施_______________ 。
(5)250℃,一定压强和催化剂条件下,在1L的容器中1.00mol CH3OH 和1.32 mol H2O充分反应(忽略反应Ⅲ),平衡时测得H2 为2.70mol,CO为0.030mol,H2O为0.44mol,列式计算反应Ⅱ的平衡常数K=___________ (结果保留两位有效数字)。
反应Ⅰ(主):CH3OH(g)+H2O(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932286856765440/1933699436208128/STEM/3ef64790009a449fb577b07a80d44055.png?resizew=33)
反应Ⅱ(副):H2(g)+CO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932286856765440/1933699436208128/STEM/3ef64790009a449fb577b07a80d44055.png?resizew=33)
反应Ⅲ:CH3OH(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932286856765440/1933699436208128/STEM/e2d5dad61ee140a2a9776e52f5d45162.png?resizew=78)
(1)△H2=
(2)下列有关反应Ⅰ的说法不正确的是
a.恒温、恒压条件下,在反应体系中充入He,平衡不移动
b.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化反应达到平衡
c.反应达平衡时,H2的消耗速率是CO2 的消耗速率的3 倍
d.温度不变,减小压强,逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
(3)在一体积不变的密闭容器中,充入2.0 mol CH3OH(g)和1.0molH2O(g),达平衡后,再加入1.0mol CH3OH(g)和0.5mol H2O(g),在相同温度下,再达平衡时,甲醇的转化率
(4)催化剂不仅可以改变化学反应速率,还有一种特性叫“催化剂的选择性”。下图为某催化剂作用下,CH3OH 转化率、CO生成率与温度的变化关系。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932286856765440/1933699436208128/STEM/1570ee8d4de34e74a142fd5b93c966d1.png?resizew=237)
①随着温度的升高,CO的实际反应生成率与平衡状态生成率相差较大的原因是催化剂对
②随着温度的升高,CH3OH 实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是
③写出一条能提高CH3OH转化率而降低CO生成率的措施
(5)250℃,一定压强和催化剂条件下,在1L的容器中1.00mol CH3OH 和1.32 mol H2O充分反应(忽略反应Ⅲ),平衡时测得H2 为2.70mol,CO为0.030mol,H2O为0.44mol,列式计算反应Ⅱ的平衡常数K=
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解题方法
【推荐2】碳及其化合物广泛存在于自然界。请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ:Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g) ΔH1平衡常数为K1,反应Ⅱ:Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g) ΔH2平衡常数为K2,不同温度下,K1、K2的值如下表:
现有反应Ⅲ:H2(g)+CO2(g)
CO(g)+H2O(g),结合上表数据,反应Ⅲ是___ (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)
C2H5OH(g)+3H2O(g) ∆H<0。设m为起始时的投料比,即m= n(H2)/ n(CO2)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/16/0d99140f-318c-4a4a-838d-a567c8662a35.png?resizew=579)
①图1中投料比相同,温度从高到低的顺序为________ 。
②图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为________ 。
③图3表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。则曲线d代表的物质化学名称为__________ 。
(3)为了测量某湖水中无机碳含量,量取100mL湖水,酸化后用N2吹出CO2,再用NaOH溶液吸收。往吸收液中滴加1.0mol/L盐酸,生成的V(CO2)随V(盐酸)变化关系如图所示,则原吸收液中离子浓度由大到小的顺序为__________ 。
(1)反应Ⅰ:Fe(s)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
T/K | K1 | K2 |
973 | 1.47 | 2.38 |
1173 | 2.15 | 1.67 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(2)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/16/0d99140f-318c-4a4a-838d-a567c8662a35.png?resizew=579)
①图1中投料比相同,温度从高到低的顺序为
②图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为
③图3表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。则曲线d代表的物质化学名称为
(3)为了测量某湖水中无机碳含量,量取100mL湖水,酸化后用N2吹出CO2,再用NaOH溶液吸收。往吸收液中滴加1.0mol/L盐酸,生成的V(CO2)随V(盐酸)变化关系如图所示,则原吸收液中离子浓度由大到小的顺序为
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【推荐3】二氧化碳催化加氢制甲醇,不仅有利于减少温室气体二氧化碳,而且还可以获得大量的重要有机化工原料甲醇。回答下列问题:
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) 平衡常数K
该反应一般认为通过如下步骤来实现:
i.CO2(g)+3H2(g)
CO(g) +H2O(g) △H= +41 kJ/mol 平衡常数K1
ii.CO(g)+ 2H2(g)
CH3OH(g) △H =-90 kJ/mol 平衡常数K2
①则总反应的△H=____ kJ/mol;平衡常数K=_______ (用K1、K2表示)。
②上述总反应在容积不变的密闭容器进行,在t0时达到平衡,当其他条件不变时,改变某一条件,下列图像的描述,说法正确的是__________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/29/012fb4bb-f7ad-4a26-82ab-c90349cd5d4b.png?resizew=648)
A.图甲表示t0时升高温度对反应速率的影响
B.图乙表示t0时加压或催化剂对反应速率的影响
C.图丙表示t0时分离出甲醇对反应速率的影响, 同时可以提高甲醇的产率
D.图丁表示t0时增加CO2的物质的量对反应速率的影响,同时可以提高CO2的转化率
(2)若T1时时将6 molCO2和8molH2充入容积为2 L的密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),H2的物质的量变化如下表所示。
①在T℃条件下0- 5min内, 以CO2表示的该反应速率v(CO2)=_____ ,该条件 下的平面常数K=_______ 。
②第15 min后,温度调整到T1℃, 数据变化如上表所示,则T1______ T2(填“>”、“<” 或“=”)。
③若15 min时,保持T1不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各1 mol,则此时反应_____ 移动(填*正向”、“逆向" 或“不");
④T1℃达到平衡后,保持其他条件不变,在t1时刻迅速将容器体积压缩至1 L,t2时重新达到平衡,请在图中画出t1时刻后c(H+)的变化趋势_____ 。
。
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
该反应一般认为通过如下步骤来实现:
i.CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
ii.CO(g)+ 2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
①则总反应的△H=
②上述总反应在容积不变的密闭容器进行,在t0时达到平衡,当其他条件不变时,改变某一条件,下列图像的描述,说法正确的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/29/012fb4bb-f7ad-4a26-82ab-c90349cd5d4b.png?resizew=648)
A.图甲表示t0时升高温度对反应速率的影响
B.图乙表示t0时加压或催化剂对反应速率的影响
C.图丙表示t0时分离出甲醇对反应速率的影响, 同时可以提高甲醇的产率
D.图丁表示t0时增加CO2的物质的量对反应速率的影响,同时可以提高CO2的转化率
(2)若T1时时将6 molCO2和8molH2充入容积为2 L的密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
物质的量/mol | T1/℃ | T2/℃ | |||||
0 | 5 min | 10 min | 15 min | 20 min | 25 min | 30 min | |
H2 | 8.0 | 3.5 | 2.0 | 2.0 | 1.5 | 1.0 | 1.0 |
②第15 min后,温度调整到T1℃, 数据变化如上表所示,则T1
③若15 min时,保持T1不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各1 mol,则此时反应
④T1℃达到平衡后,保持其他条件不变,在t1时刻迅速将容器体积压缩至1 L,t2时重新达到平衡,请在图中画出t1时刻后c(H+)的变化趋势
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/29/d78a5ec5-0b31-4a5a-8314-6f133412c299.png?resizew=251)
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