一碳化學(xué)的研究是從一氧化碳、二氧化碳出發(fā),生產(chǎn)其他化工原料和產(chǎn)品的方法。在一定條件下,利用反應(yīng)甲:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1,可以獲得水及可再生能源甲醇。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)①已知:O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)△H2=-242 kJ?mol-1
2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H3=-630 kJ?mol-1
則△H1=-48kJ?mol-1-48kJ?mol-1。
②在恒溫恒容密閉容器中充入a mol CO2和3a mol H2,下列能說(shuō)明反應(yīng)甲達(dá)到平衡狀態(tài)的是ADAD(填序號(hào))。
A.體系的壓強(qiáng)保持不變
B.CO2和H2的轉(zhuǎn)化率相等
C.混合氣體的密度保持不變
D.混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
E.CO2、H2的物質(zhì)的量濃度之比為1:3,且不再隨時(shí)間的變化而變化
(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得,在容器中可同時(shí)發(fā)生甲和乙兩個(gè)反應(yīng)。
反應(yīng)乙:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H4=+42.5 kJ?mol-1。在一定條件下,將1molCO2和3mol H2充入到1L恒容密閉容器中,測(cè)得反應(yīng)容器中CO2平衡轉(zhuǎn)化率(a),CH3OH選擇性(b),CO選擇性(c)隨溫度的關(guān)系如圖所示。[已知:CH3OH選擇性=n(CH3OH)生成n(CO2)消耗×100%]
③在T℃時(shí),反應(yīng)一段時(shí)間后,測(cè)得容器中n(CH3OH):n(CO2):n(CO)=0.28:0.70:0.02,此時(shí)CO2轉(zhuǎn)化率=3030%。
④該容器中的反應(yīng)達(dá)平衡后,下列措施中一定能提高平衡體系中CH3OH百分含量的是 ACAC。
A.降低溫度
B.增大CO2的濃度
C.增大壓強(qiáng)
D.使用高效催化劑
E.在原料氣中加入H2O(g)
⑤如圖所示,240℃以上,隨著溫度升高,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率升高,而CH3OH的選擇性降低,其原因可能是 反應(yīng)甲的ΔH<0,反應(yīng)乙的ΔH>0,溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升,使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率下降,且上升幅度超過(guò)下降幅度反應(yīng)甲的ΔH<0,反應(yīng)乙的ΔH>0,溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升,使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率下降,且上升幅度超過(guò)下降幅度。
⑥250℃左右時(shí),反應(yīng)甲和乙達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),若CO2轉(zhuǎn)化率為25%,CH3OH和CO選擇性均為50%,則容器中c(H2)=2.5mol/L2.5mol/L,該溫度下反應(yīng)甲的平衡常數(shù)為 0.25×0.1252.53×0.750.25×0.1252.53×0.75L2/mol2(列出計(jì)算式)。
n
(
C
H
3
OH
)
生成
n
(
C
O
2
)
消耗
0
.
25
×
0
.
125
2
.
5
3
×
0
.
75
0
.
25
×
0
.
125
2
.
5
3
×
0
.
75
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算.
【答案】-48kJ?mol-1;AD;30;AC;反應(yīng)甲的ΔH<0,反應(yīng)乙的ΔH>0,溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升,使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率下降,且上升幅度超過(guò)下降幅度;2.5mol/L;
0
.
25
×
0
.
125
2
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5
3
×
0
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75
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:13引用:1難度:0.4
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1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái),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(lái)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(shí),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(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí),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(gè)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(qiáng)
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(yáng)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 -
2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)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>
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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(cè)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(shí)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