甲醇是重要的化工原料和燃料,CO、CO2在催化劑的作用下都可以合成甲醇。
Ⅰ.工業(yè)上一般在恒容密閉容器中采用下列反應(yīng)合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H
(1)判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是ACAC(填字母)。
A.CH3OH的濃度不再發(fā)生變化 B.生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等
C.氫氣的體積分數(shù)保持不變 D.混合氣體的密度不變
(2)為研究平衡時CO的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)物投料比c(CO)起始c()H2起始及溫度的關(guān)系,研究小組在10L的密閉容器中進行模擬反應(yīng),并繪出如圖1。
①反應(yīng)熱△H<<0(填“>”或“<”),判斷依據(jù)是升高溫度,CO的轉(zhuǎn)化率降低,平衡左移,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)升高溫度,CO的轉(zhuǎn)化率降低,平衡左移,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
②若其他條件相同,Ⅰ、Ⅱ曲線分別表示投料比不同時的反應(yīng)過程。
a.投料比:Ⅰ<<Ⅱ(填“>”、“<”或“=”)。
b.若Ⅱ反應(yīng)的n(CO)起始=10mol、投料比為0.5,A點的平衡常數(shù)KA=11,B點的平衡常數(shù)KB==KA(填“>”、“<”或“=”)。
③要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是cc。(填字母)
a.升溫 b.加入催化劑
c.增大壓強 d.加入惰性氣體
Ⅱ.用CO2在催化劑的作用下合成甲醇的反應(yīng)為:CO2(g)+3H2(g)①CH3OH(g)+H2O(g)某密閉容器中充入3mol氫氣和1mol二氧化碳,測得混合氣體中甲醇的體積分數(shù)與溫度的關(guān)系如圖2所示。
(1)如圖2中Q點的速率υ正>>υ逆(填“>”、“<”或“=”)。
(2)解釋T0~T1內(nèi)甲醇的體積分數(shù)變化趨勢的原因正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動了,所以T0~T1內(nèi)甲醇的體積分數(shù)降低正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動了,所以T0~T1內(nèi)甲醇的體積分數(shù)降低。
c
(
CO
)
起始
c
(
)
H
2
起始
【答案】AC;<;升高溫度,CO的轉(zhuǎn)化率降低,平衡左移,正反應(yīng)為放熱反應(yīng);<;1;=;c;>;正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動了,所以T0~T1內(nèi)甲醇的體積分數(shù)降低
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:28引用:3難度:0.7
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1.在一定溫度下的定容容器中,當下列哪些物理量不再發(fā)生變化時,表明反應(yīng)A(g)+2B(g)?C(g)+D(g)已達到平衡狀態(tài)( ?。?br />①混合氣體的壓強
②混合氣體的密度
③B的物質(zhì)的量濃度
④混合氣體的總物質(zhì)的量
⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量
⑥v(C)與v(D)的比值
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2CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-204.7kJ/mol
(1)若反應(yīng)在恒溫、恒壓下進行,以下敘述能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是
A.CO和H2的物質(zhì)的量濃度比是1:2
B.CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率的2倍
C.容器中混合氣體的體積保持不變
D.容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
E.容器中混合氣體的密度保持不變
(2)600℃時,一步法合成二甲醚過程如下:
CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1=-100.46kJ/mol
2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2
CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H3=-38.7kJ/mol
則△H2=
(3)復合催化劑的制備方法之一是Na2CO3共沉淀法:制備1mol/L的硝酸銅,硝酸鋅和硝酸鋁的水溶液。然后向盛有去離子水的燒杯中同時滴加混合硝酸鹽溶液和1mol/L的Na2CO3水溶液,70℃下攪拌混合。沉淀后過濾,洗滌沉淀物,80℃下干燥12小時,然后500℃下焙燒16小時。
請寫出上述過程中硝酸鋁與Na2 CO3水溶液反應(yīng)的離子方程式:
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