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题型:解答题-原理综合题 难度:0.85 引用次数:96 题号:17252718
工业上常用天然气作为制备CH3OH的原料。已知:
①CH4(g)+O2(g)CO(g)+H2(g)+H2O(g) H=-321.5kJ•mol-1
②CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H=+250.3kJ•mol-1
③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H=-90.0kJ•mol-1
(1)CH4(g)与O2(g)化合生成CH3OH(g)的热化学方程式是____
(2)利用③的原理,向密闭容器中充入1molCO与2molH2,在不同压强下合成甲醇。CO的平衡转化率与温度、压强(p)的关系如图所示:

①压强p1____p2(填“<”或“>”)。
②根据图中a点的数据(此时容器体积为1L),将表中空格处填写完整。
c(CO)c(H2)c(CH3OH)
起始时120
转化0.5________
平衡时_____________
③若反应刚好至a点时,所需时间为tmin,则tmin内用H2表示该反应的化学反应速率v(H2)=____
④b点时,该反应的平衡常数K=____

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【推荐1】二氧化碳是常见的温室气体,其回收利用是环保领域研究的热点课题。
Ⅰ.CO2可以与H2反应合成C2H4,该转化分两步进行:
第一步:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41.3kJ·mol-1
第二步:2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g)△H=–210.5kJ·mol-1
(1)CO2与H2反应反应合成乙烯的热化学方程式为___
(2)一定条件下的密闭容器中,要提高CO2合成乙烯的转化率,可以采取的措施是____(填标号)。
①减小压强②增大H2的浓度③加入适当催化剂④分离出H2O(g)
(3)已知温度对CO2合成乙烯的平衡转化率及催化剂的催化效率的影响如图所示,下列说法正确的是____(填标号)。

①N点的速率最大
②M点的平衡常数比N点的平衡常数大
③温度低于250℃时,随温度升高乙烯的平衡产率增大
④实际反应尽可能在较低的温度下进行,以提高CO2的转化率
Ⅱ.研究表明CO2和H2在一定条件下可以合成甲醇,反应方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)[反应①]。一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入2.0molCO2和4.0molH2,在不同催化剂作用下合成甲醇,相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示:

(4)催化效果最佳的是催化剂____(填“A”、“B”或“C”)。
(5)T2温度下,若反应进行10min达到图中a点状态,用CO2的浓度表示的反应速率v(CO2)=____
(6)图中b点已达平衡状态,则该温度下反应的平衡常数K=____
(7)在某催化剂作用下,CO2和H2除发生反应①外,还发生如下反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)[反应②]。维持压强不变,按固定初始投料比将CO2和H2按一定流速通过该催化剂,经过相同时间测得如下实验数据:
T(K)CO2实际转化率(%)甲醇选择性(%)
54312.342.3
55315.339.1
注:甲醇的选择性是指发生反应的CO2中转化为甲醇的百分比。表中数据说明,升高温度CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是____
2020-02-21更新 | 497次组卷
解答题-原理综合题 | 较易 (0.85)
【推荐2】反应过程中的能量变化如下图所示,回答下列问题。

(1)①该反应属于_______热反应(填“吸”、“放”)。
②在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,______________(填增大”、“减小”或“不变”)。
③当反应达到平衡时,升高温度,A的转化率_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)一定条件下,一氧化碳与氢气反应可以合成甲醇。已知:
            
                                 
                                   
   _______(用a、b、c表示)。
(3)一定压强下,在容积为的密闭容器中充入,在催化剂作用下发生反应:,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。则_______(填“>”、“<”或“=”);

2022-12-07更新 | 73次组卷
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【推荐3】CO2与人类息息相关。近年来,为了缓解温室效应,CO2的资源化利用是化学研究热点之一。科学家提出了多种回收和利用CO2的方案。
(1)已知:①2NaOH(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+H2O(g) H1=-127.4kJ/mol
②NaOH(s)+CO2(g)=NaHCO3(s) H2=-131.5kJ/mol
则:反应2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) H3=_______kJ/mol。
(2)人体血液中存在平衡CO2+H2OH2CO3H++HCO,当人呼吸过快或过深,体内失去二氧化碳太多,引发呼吸性碱中毒,导致手脚发麻、头晕。试用平衡移动原理解释上述现象:_______
(3)利用CO2制备CH4可以实现变废为宝,300℃时,向2L恒容密闭容器中充入2molCO2和8molH2发生反应: CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+ 2H2O(g) H4,混合气体中CH4的浓度与反应时间的关系如图所示,回答下列问题:

①下列说法正确的是_______
A.容器内密度不变,说明反应达到平衡状态
B.容器内压强不变,说明反应达到平衡状态
C.断开2molC=O键的同时断开4molC-H键,说明反应达到平衡状态
D.300℃时,向平衡后的容器中再充入2molCO2和8molH2,重新达到平衡时CH4的浓度小于1.6mol/L
②从反应开始到10min,H2的平均反应速率v(H2)=_______
③300℃时,反应的平衡常数K=_______
④500℃该反应达到平衡时,上述容器中有1.6molCO2、2.0molH2、5.6molCH4、4.0molH2O。则H4_______ 0(填“>”“<”或“=”)
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