工業(yè)上一般以CO和H2為原料合成甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CO(g)+2H2 (g)?CH3OH(g)△H=?116kJ/mol。
Ⅰ.(1)一定條件下,將1molCO與3molH2的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇,平衡后將容器的容積壓縮到原來的12,其他條件不變,對平衡體系產(chǎn)生的影響是 cdcd。(填字母序號)
a.c(H2)減少
b.正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減慢
c.CH3OH的物質(zhì)的量增加
d.重新平衡c(H2)c(CH3OH)減小
(2)在T1℃時(shí),體積為2L的恒容容器中充入物質(zhì)的量之和為3mol的H2和CO,發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)(V%)與n(H2)n(CO)的關(guān)系如圖所示。
①當(dāng)起始n(H2)n(CO)=2,經(jīng)過2min達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為40%,則0~2min內(nèi)平均反應(yīng)速率υ(H2)=0.2mol?L-1?min-10.2mol?L-1?min-1,平衡常數(shù)K=1.851.85。(保留2位小數(shù)點(diǎn))若此時(shí)再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,達(dá)新平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率將 減小減小(填“增大”、“減小”或“不變”);
②當(dāng)起始n(H2)n(CO)=3時(shí),達(dá)到平衡狀態(tài)后,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖象中的 FF點(diǎn)(選填“D”、“E”或“F”)
Ⅱ.用H2還原CO2也可以在一定條件下合成CH3OH(不考慮副反應(yīng)):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。恒壓下,CO2和H2的起始物質(zhì)的量比為1:3時(shí),該反應(yīng)在無分子篩膜時(shí)甲醇的平衡產(chǎn)率和有分子篩膜時(shí)甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示,其中分子篩膜能選擇性分離出H2O。
(3)甲醇平衡產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因是 該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動(dòng)該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動(dòng)。
(4)P點(diǎn)甲醇產(chǎn)率高于T點(diǎn)的原因?yàn)?分子篩膜從反應(yīng)體系中不斷分離出H2O,有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,甲醇產(chǎn)率升高分子篩膜從反應(yīng)體系中不斷分離出H2O,有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,甲醇產(chǎn)率升高。
(5)根據(jù)上圖,在此條件下采用該分子篩膜時(shí)的最佳反應(yīng)溫度是 210210℃。
1
2
c
(
H
2
)
c
(
C
H
3
OH
)
n
(
H
2
)
n
(
CO
)
n
(
H
2
)
n
(
CO
)
n
(
H
2
)
n
(
CO
)
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算.
【答案】cd;0.2mol?L-1?min-1;1.85;減?。籉;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動(dòng);分子篩膜從反應(yīng)體系中不斷分離出H2O,有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,甲醇產(chǎn)率升高;210
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:20引用:1難度:0.5
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