工業(yè)上利用合成氣(CO、CO2和H2)來生產(chǎn)甲醇,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式及其在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)如下表所示。
化學(xué)反應(yīng) | 平衡常數(shù) | 500℃ | 700℃ | 800℃ |
Ⅰ.2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H1 | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
Ⅱ.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)△H2 | K2 | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
Ⅲ.3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H3 | K3 |
①由H2(g)和CO2(g)合成CH3OH(g)的△H3=
△H1+△H2
△H1+△H2
。(用△H1、△H2表示)②下列措施能使反應(yīng)Ⅲ的平衡體系中
n
(
C
H
3
OH
)
n
(
H
2
)
A
A
(字母代號)。A.水蒸氣從體系中分離出去B.恒壓時充入氮氣
C.升高溫度D.恒容時再充入一定量H2
③500℃測得反應(yīng)Ⅲ在10min時,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度分別為
2mol/L、1.0mol/L、0.6mol/L、0.6mol/L,則此時v正
>
>
(填“>”“=”或“<”)v逆。從開始到該時刻,用H2表示反應(yīng)的平均速率為v(H2)=0.18mol/(L?min)
0.18mol/(L?min)
。(2)若用合成氣H2、CO和CO2生產(chǎn)甲醇,當(dāng)
n
(
H
2
)
n
(
CO
)
+
n
(
C
O
2
)
=
a
①若保持溫度不變,增大壓強(qiáng),則可能是圖中的
D
D
點(填字母代號,下同)。②若保持壓強(qiáng)不變,升高溫度,則可能是圖中的
I
I
點。【考點】化學(xué)平衡的影響因素.
【答案】△H1+△H2;A;>;0.18mol/(L?min);D;I
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:12引用:1難度:0.5
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②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5 -
3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴(kuò)大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
(1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線.
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有關(guān)說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
(2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
(3)2009年10月,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
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