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甲醇是重要的化工原料，又可稱為燃料.利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的主反應如下：
①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1
②CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H2＜0
③CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H3＞0
回答下列問題：
（1）圖1中能正確反映反應①平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為
a
a
（填曲線標記字母），其判斷理由是
反應①正反應為放熱反應，平衡常數(shù)隨溫度升高而減小
反應①正反應為放熱反應，平衡常數(shù)隨溫度升高而減小
。
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（2）合成氣的組成
n
（
H
2
）
n
（
CO
+
C
O
2
）
=2.60時，體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度和壓強的關(guān)系如圖2所示。α（CO）值隨溫度升高而
減小
減小
（填“增大”或“減小”）。圖2中的壓強由大到小排序為
P3＞P2＞P1
P3＞P2＞P1
。
（3）一定溫度下，以Ni/Ce為催化劑，在某恒容密閉容器中，發(fā)生反應CO2（g）+C（s）?2CO（g），已知CO2、CO的消耗速率與各自的分壓（分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)）有如圖關(guān)系：
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v（CO2）=k1?P（CO2），v（CO）=k2?P2（CO），一定溫度下，k1、k2與平衡常數(shù)Kp（用平衡分壓代替平衡濃度計算平衡常數(shù)）的關(guān)系是Kp=
2
k
2
k
1
2
k
2
k
1
；v（CO2）、v（CO）與溫度關(guān)系如圖3所示，則表示反應達到平衡狀態(tài)的是
TC
TC
（填TA、TB或TC）。
（4）用NaOH濃溶液吸收CO2，得到Na2CO3溶液，已知：Ksp（CaCO3）=2.8×10-9，向VmL0.001mol/LNa2CO3溶液中加入等體積CaCl2溶液，欲使
CO
2
-
3
沉淀完全，則起始CaCl2物質(zhì)的量濃度至少為
5.6×10-4mol/L
5.6×10-4mol/L
（當離子濃度小于10-5mol/L可認為沉淀完全）。
【答案】a；反應①正反應為放熱反應，平衡常數(shù)隨溫度升高而減??；減??；P3＞P2＞P1；
2
k
2
k
1
；TC；5.6×10-4mol/L
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/8/6 8:0:9組卷：5引用：1難度：0.5
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1．甲烷是重要的氣體燃料和化工原料，由CH4制取合成氣（CO、H2）的反應原理為CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）ΔH＞0。回答下列問題：
    （1）①當體系溫度等于TK時ΔH-TΔS=0，溫度大于T時ΔH-TΔS
     
    （填“＞”“＜”或“=”）0。
    ②在一定溫度下，恒容密閉容器中發(fā)生上述反應，下列狀態(tài)表示反應一定達到平衡狀態(tài)的有
     
    （填標號）。
    A．v正（CH4）=v逆（H2O）
    B．氣體壓強不再變化
    C．單位時間每消耗1molCH4，同時產(chǎn)生3molH2
    D．CH4與H2的物質(zhì)的量之比為1：3
    （2）在體積為1L的恒容密閉容器中通入1molCH4和1molH2O（g），在不同條件下發(fā)生反應CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g），測得平衡時H2O（g）的體積分數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。
    ①該反應的平衡常數(shù)表達式Kc=
     
    。
    ②若q點對應的縱坐標為30，此時甲烷的轉(zhuǎn)化率為
     
    ，該條件下平衡常數(shù)Kc=
     
    （保留兩位有效數(shù)字）。
    發(fā)布：2024/10/24 2:0:1組卷：3引用：1難度：0.5
  • 2．CH3OH是一種綠色燃料，工業(yè)上制備CH3OH發(fā)生如下反應：
    反應1：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-49.5kJ/mol
    反應2：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH2=+41.2kJ/mol
    （1）n起始（CO2）：n起始（H2）=1：3的混合氣體發(fā)生反應1和反應2，恒壓分別為1MPa、3MPa、5MPa下反應達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率（α）（曲線a、b、c）以及3MPa時生成CH3OH、CO選擇性（S）的變化如圖1所示（選擇性為目標產(chǎn)物在總產(chǎn)物中的比率）。
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    ①隨著溫度升高，a、b、c三條曲線接近重合的原因是
     
    。
    ②250℃時，反應2的平衡常數(shù)K=
     
    。
    （2）恒壓下，n起始（CO2）：n起始（H2）=1：3的混合氣體以一定流速通入分子篩膜反應器（如圖2所示），反應相同時間，測得甲醇選擇性隨溫度的變化如圖3所示。
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    ①隨溫度升高，平衡時CH3OH選擇性降低的原因是
     
    。
    ②溫度相同時，CH3OH選擇性的實驗值高于平衡值，其原因可能是
     
    。
    ③分子篩膜反應器可提高CO2轉(zhuǎn)化率的原因是
     
    。
    （3）某甲醇燃料電池的工作原理如圖4所示。負極的電極反應式為
     
    。
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    發(fā)布：2024/10/24 7:0:1組卷：13引用：1難度：0.4
  • 3．甲醇（CH3OH）可以由碳的氧化物和氫氣合成，主要反應包括：
    a.CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）ΔH1=-90.1kJ?mol-1
    b.CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）ΔH2=-49.0kJ?mol-1
    c.CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）ΔH3
    （1）ΔH3=
     
    kJ?mol-1
    （2）反應a的反應歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用（*）標注。
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    寫出相對能量為-1.3eV時，對應物質(zhì)M的化學式
     
    ；該反應歷程中決速步驟的能壘為
     
    eV。
    （3）在恒溫（T/℃）容積可變的密閉容器中按體積比1：3充入CO2和H2，若只發(fā)生反應b,反應達到平衡時，H2體積分數(shù)x隨壓強p的變化如圖曲線a所示，則曲線
     
    （填標號）表示了CH3OH的體積分數(shù)x隨壓強p的變化；點A、B均表示H2體積分數(shù)，則A點處v（正）
     
    B點處v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）。
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    （4）在恒溫恒容（2L）的密閉容器中充入CO、CO2各1mol和一定量的氫氣發(fā)生上述a、b、c三個反應，10min達到平衡狀態(tài)，生成（0.3molCH3OH和0.15molH2O。
    ①若升高溫度，CO的平衡轉(zhuǎn)化率
     
    （填“增大”、“減小”、“不變”或“不能確定”）。
    ②0～10min內(nèi)，平均每分鐘生成甲醇（CH3OH）
     
    mol/L；若c反應的平衡常數(shù)為K，則平衡時c（H2）=
     
    （用含K的式子表達）。
    發(fā)布：2024/10/24 5:0:2組卷：5引用：2難度：0.5
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