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甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料,以CO2為原料在催化劑作用下合成甲醇,有如下可能發(fā)生的反應(yīng)?;卮鹣铝袉栴}:
(1)CO2與氫氣或水蒸氣反應(yīng)均能制得甲醇,相關(guān)數(shù)據(jù)如下表,實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)選用
A
A
反應(yīng)(填A(yù)或B);原因是
反應(yīng)A是熵減的放熱反應(yīng),則在低溫下能夠自發(fā)進(jìn)行,而反應(yīng)B是一個熵減的吸熱反應(yīng),在任何溫度下均不能自發(fā)進(jìn)行,而且反應(yīng)A的平衡常數(shù)大于反應(yīng)B的平衡常數(shù)
反應(yīng)A是熵減的放熱反應(yīng),則在低溫下能夠自發(fā)進(jìn)行,而反應(yīng)B是一個熵減的吸熱反應(yīng),在任何溫度下均不能自發(fā)進(jìn)行,而且反應(yīng)A的平衡常數(shù)大于反應(yīng)B的平衡常數(shù)
。
反應(yīng)(25°C、101kPa) ΔH/kJ?mol-1  ΔS/J?mol-1?K-1 K
A:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) -48.97 -177.16 6.8×10-3
B:CO2(g)+2H2O(g)?CH3OH(g)+
3
2
O2 (g)
+676.48 -43.87 <1.0×10-5
(2)二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49kJ?mol-1
該反應(yīng)一般認(rèn)為通過如下步驟來實(shí)現(xiàn):
①CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)  ΔH1=+41kJ?mol-1
②CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)↓    ΔH2=
-90
-90
 kJ?mol-1
若反應(yīng)①為慢反應(yīng)(慢反應(yīng)的活化能較高),圖1中能體現(xiàn)上述反應(yīng)能量變化的是 
A
A
 (填標(biāo)號)。
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(3)在溶積為2L的密閉容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他條件不變得情況下,考察溫度對反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖16-2所示(注:T1、T2均大于300°C);
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下列說法正確的是
③④
③④
(填序號)。
①溫度為T1時(shí),從反應(yīng)開始到平衡,生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)=
n
A
t
A
mol?L-1?mim-1
②該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的小
③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)增大
④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2,達(dá)到平衡時(shí)=
n
H
2
n
C
H
3
OH
增大
(4)甲醇燃料電池(圖3),具備低溫快速啟動、燃料潔凈環(huán)保以及電池結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。使得甲醇燃料電池可能成為未來便攜式電子產(chǎn)品應(yīng)用的主流。
①在圖3中用箭頭畫出電子轉(zhuǎn)移方向
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。
②寫出電池負(fù)極電極反應(yīng)式
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
。
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【答案】A;反應(yīng)A是熵減的放熱反應(yīng),則在低溫下能夠自發(fā)進(jìn)行,而反應(yīng)B是一個熵減的吸熱反應(yīng),在任何溫度下均不能自發(fā)進(jìn)行,而且反應(yīng)A的平衡常數(shù)大于反應(yīng)B的平衡常數(shù);-90;A;③④;菁優(yōu)網(wǎng);CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+;菁優(yōu)網(wǎng)
【解答】
【點(diǎn)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(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:44引用:1難度:0.7
相似題
  • 1.如圖1表示氮及其化合物在一定條件下的轉(zhuǎn)化關(guān)系:
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    (1)反應(yīng)Ⅰ:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJmol-1,圖2是反應(yīng)I中平衡混合氣中NH3的體積分?jǐn)?shù)隨溫度或壓強(qiáng)變化的曲線,圖中L(L1、L2)、X分別代表溫度或壓強(qiáng).其中X代表的是
     
    (填“溫度”或“壓強(qiáng)”),判斷L1、L2的大小關(guān)系并說明理由
     

    (2)①反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式是
     

    ②反應(yīng)Ⅱ其中一步反應(yīng)為2NH3 (g)+3Cl2(g)=N2 (g)+6HCl(g)△H=-462kJ?mol-1
    已知:N2(g)
    945
    KJ
    ?
    mol
    -
    1
    2N(g),Cl2(g)
    243
    KJ
    ?
    mol
    -
    1
    2Cl(g),斷開1mol H-N鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約為
     
     kJ.
    (3)反應(yīng)Ⅲ是利用圖3所示裝置電解制備NCl3(氯的化合價(jià)為+1),其原理是:NH4Cl+2HCl
    電解
    NCl3+3H2↑.
    ①b接電源的
     
    極(填“正”或“負(fù)”).
    ②陽極反應(yīng)式是
     

    (4)反應(yīng)Ⅲ得到的NCl3可以和NaClO2制備 ClO2,同時(shí)生成NH3,該反應(yīng)的離子方程式是
     

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:28引用:1難度:0.5
  • 2.如圖表示氮及其化合物在一定條件下的轉(zhuǎn)化關(guān)系:菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)反應(yīng)I:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ?mol-1
    圖1是反應(yīng)I中平衡混合氣中NH3的體積分?jǐn)?shù)(V%)隨溫度或壓強(qiáng)變化的曲線,圖2中L(L1、L2)、X分別代表溫度或壓強(qiáng),其中橫坐標(biāo)X代表的是
     
    (填“溫度”或“壓強(qiáng)”),L1
     
    L2(填“>”或“<”或“=”)。
    (2)反應(yīng)II其中一步反應(yīng)為2NH3(g)+3Cl2(g)=N2(g)+6HCl(g)△H=-462kJ?mol-1
    已知:N2(g)
    945
    k
    J
    ?
    mol
    -
    1
    2N(g)  Cl2(g)
    243
    k
    J
    ?
    mol
    -
    1
    2Cl(g)斷開2mol H-N鍵與斷開2mol H-Cl鍵所需能量相差約為
     
    kJ。
    (3)反應(yīng)III是利用如圖3所示裝置電解制備NCl3(氯的化合價(jià)為+1),其原理是:NH4Cl+2HCl
    通電
    NCl3+3H2↑.①b接電源的
     
    (填“正”或“負(fù)”)。
    ②陽極反應(yīng)式是
     
    。
    (4)反應(yīng)III得到的NCl3可以和NaClO2制備 ClO2,同時(shí)生成NH3,該反應(yīng)的離子方程式是
     
    。菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:10引用:1難度:0.4
  • 3.如圖1表示氮及其化合物在一定條件下的轉(zhuǎn)化關(guān)系:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)反應(yīng)I:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ?mol-1
    圖2是反應(yīng)I中平衡混合氣中NH3的體積分?jǐn)?shù)隨溫度或壓強(qiáng)變化的曲線,圖中L(L1、L2)、X分別代表溫度或壓強(qiáng).其中X代表的是
     
    (填“溫度”或“壓強(qiáng)”),判斷L1、L2的大小關(guān)系并說明理由
     

    (2)①反應(yīng)II的化學(xué)方程式是
     

    ②反應(yīng)II其中一步反應(yīng)為
    2NH3(g)+3Cl2(g)═N2(g)+6HCl(g)△H=-462kJ?mol-1
    已知:N2(g)
    945
    k
    J
    ?
    mol
    -
    1
    2N(g)    Cl2(g)
    243
    k
    J
    ?
    mol
    -
    1
    2Cl(g)
    斷開1mol H-N鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約為
     
     kJ.
    (3)反應(yīng)III是利用圖3所示裝置電解制備NCl3(氯的化合價(jià)為+1),其原理是:
    NH4Cl+2HCl
    電解
    NCl3+3H2↑.
    ①b接電源的
     
    極(填“正”或“負(fù)”).
    ②陽極反應(yīng)式是
     

    (4)反應(yīng)III得到的NCl3可以和NaClO2制備 ClO2,同時(shí)生成NH3,該反應(yīng)的離子方程式是
     

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:77引用:2難度:0.3
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