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解析
| 共计 3 道试题
1 . 甲醇是一种可再生能源,CO和CO2催化加氢制甲醇,是极具前景的温室气体资源化研究领域。
(1)已知在25℃,101kPa下:甲醇(l)的燃烧热为akJ·mol-1,CO(g)的燃烧热为bkJ·mol-1,H2O(g)=H2O(l) ΔH=+ckJ·mol-1。则甲醇(l)不完全燃烧生成一氧化碳和水蒸气的热化学方程式为___________
(2)恒温恒压下,在容积可变的密闭容器中加入一定量的CO和H2发生反应
i.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=-90.2 kJ·mol-1制备甲醇,测得平衡时CO的转化率(α)随温度、压强的变化如图所示:

则P1___________P2,M点的正反应速率___________N点的逆反应速率。(填“>”、“<”或“=”)
(3)在某催化剂作用下,CO2和H2发生反应
ii: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H2=-49.0 kJ·mol-1
iii:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H3=41.2 kJ·mol-1
①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,经过相同时间测得实验数据:
T(℃)CO2实际转化率(%)甲醇选择性(%)
24312.342.3
25315.339.1
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: ___________。为减少副反应的发生,同时不降低CO2生成CH3OH的反应速率和平衡转化率,可采取的措施是___________
(4)恒温恒压密闭容器中,加入2molCO2和4molH2,只发生反应ⅱ和反应ⅲ,初始压强为P0,在300℃发生反应,反应达平衡时,CO2的转化率为50%,容器体积减小25%,反应ⅱ的平衡常数Kp= ___________ (kPa)-2(Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(5)以甲醇为原料,通过电化学法可以合成碳酸二甲酯[(CH3O)2CO],工作原理如图所示。

①阳极的电极反应式为___________
②若以铅蓄电池为电源,B应与铅蓄电池的___________(填“Pb”或“PbO2” )相连。
2 . 以天然气(CH4)为原料合成甲醇(CH3OH)。有关热化学方程式如下:
①2CH4(g)+O2(g)= 2CO(g)+4H2(g) ΔH1=-70.8 kJ·mol-1


(1)ΔH2________kJ·mol-1。 反应①自发进行的条件是_________(填序号)。
a 高温          b 低温             c 任何环境都自发 d 任何环境都不自发
(2)若在一定温度下的恒压容器中只投入1 mol CO和1 mol H2只发生反应②,下列量不再变化时可以判断反应达到平衡的是_________
a 压强                  b 密度                  c 混合气的平均摩尔质量 d CO的体积分数
(3)在体积可变的密闭容器中投入1 mol CO和2 mol H2,在不同条件下发生反应:。实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图1所示。

①M点时,H2的转化率为__________;压强:p1_______p2 (填“>”、“<”或“=”)。
②反应速率:N点ʋ (CO)________M点ʋ (CO)(填“>”、“<”或“=”)。
③温度为506 ℃时,若压强为p1、在密闭容器中进行上述反应(起始投料不变),平衡时容器体积为1L,则平衡常数K=__________(用分数表示)。在不同温度下上述反应的平衡常数的对数(lg K)如图2所示,则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lg K与T的关系的点为_______(填字母)。
④在2 L恒容密闭容器中充入a(a>0) mol H2、2 mol CO和6 mol CH3OH(g),在506 ℃下进行上述反应。为了使该反应逆向进行,a的范围为____________
3 . 合成气用途非常广泛,可以煤、天然气等为原料生产。回答下列问题:
(1)用H2O(g)和O2重整CH4制合成气的热化学方程式如下:
(水蒸气重整)CH4(g)+ H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ∆H=+ 206 kJ·mol-1
(氧气重整)CH4(g)+0.5O2(g)=CO(g)+2H2(g) ∆H=-36 kJ·mol-1
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的∆H=_______kJ·mol-1
②为了保持热平衡,同时用两种方式重整,不考虑热量损失,理论上得到的合成气中n(CO): n(H2)=1 :____(保留两位小数)。
③用水蒸气电催化重整甲烷的装置如图。装置工作时,O2-_____(填“A”或“B’)极迁移;阳极发生的电极反应为___________

(2)焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中反应制合成气的主要反应( I )、(II )的lgKp(Kp为以分压表示的平衡常数)与T的关系如下图所示。

①反应(II)的∆H_____(填“大于”“等于”或“小于”)0。
②气体的总压强:a点_____(填“大于”“等于”或“小于”)b点,理由是_________
③c点时,反应C(s) +CO2(g)2CO(g)的Kp=_____(填数值)。
④在恒容密闭容器中充入0. 5 mol CO、2 mol H2O(g)只发生反应(II),图中d点处达到平衡时,CO的转化率为_______;达到平衡时,向容器中再充入0.5 mol CO、2 mol H2O(g),重新达到平衡时,CO的平衡转化率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
共计 平均难度:一般