甲醇是一種重要的有機原料,在催化劑的作用下,CO和H2反應(yīng)可生成甲醇(CH3OH)和副產(chǎn)物CH4,熱化學(xué)方程式如下:
反應(yīng)①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH1=-90.0kJ/mol
反應(yīng)②CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g)ΔH2
反應(yīng)③CH4(g)+2H2O(g)?CO2(g)+4H2(g)ΔH3=+125.0kJ/mol
反應(yīng)④CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH4=-25.0kJ/mol
K1、K2、K3、K4分別表示反應(yīng)①、②、③、④的平衡常數(shù)。
回答下列問題:
(1)反應(yīng)②的平衡常數(shù)的表達式為K2=c(CH4)c(H2O)c(CO)c3(H2)c(CH4)c(H2O)c(CO)c3(H2),K2與K3和K4的關(guān)系為K2=K4K3K4K3,ΔH2=-150.0-150.0kJ/mol。
(2)為探究不同催化劑對CO和H2生成CH3OH的的選擇性效果,某實驗室控制CO和H2的初始投料比為1:3進行實驗,得到如下數(shù)據(jù)表和圖:
c
(
C
H
4
)
c
(
H
2
O
)
c
(
CO
)
c
3
(
H
2
)
c
(
C
H
4
)
c
(
H
2
O
)
c
(
CO
)
c
3
(
H
2
)
K
4
K
3
K
4
K
3
T/K | 時間/min | 催化劑種類 | 甲醇的含量(%) |
450 | 10 | CuO-ZnO | 78 |
450 | 10 | CuO-ZnO-ZrO2 | 88 |
450 | 10 | ZnO-ZrO2 | 46 |
CuO-ZnO-ZrO2
CuO-ZnO-ZrO2
;如圖是CO的轉(zhuǎn)化率α(CO)與溫度的關(guān)系,且最高轉(zhuǎn)化率對應(yīng)溫度為T1,則a、b、c、d四點對應(yīng)α(CO)是該溫度下的CO平衡轉(zhuǎn)化率的有 c、d
c、d
。②有利于提高CO轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率的措施有
BD
BD
。A.使用催化劑CuO-ZnO-ZrO2
B.適當(dāng)降低反應(yīng)溫度
C.增大CO和H2的初始投料比
D.恒容下,再充入amolCO和3amolH2
(3)已知1000℃,反應(yīng)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)K4=1.0該溫度下,在某時刻體系中CO、H2O、CO2、H2的濃度分別為3mol?L-1、1mol?L-1、4mol?L-1、2mol?L-1,則此時上述反應(yīng)的v正(CO)
<
<
v逆(CO)(填“<”,“=”或“>”),再次達到平衡時c(CO)=3.5
3.5
mol?L-1。【答案】;;-150.0;CuO-ZnO-ZrO2;c、d;BD;<;3.5
c
(
C
H
4
)
c
(
H
2
O
)
c
(
CO
)
c
3
(
H
2
)
K
4
K
3
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:14引用:2難度:0.6
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1.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60引用:6難度:0.6 -
2.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
(1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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