探究 CH3OH 合成反應(yīng)化學平衡的影響因素,有利于提高CH3OH的產(chǎn)率。以CO2、H2 為原料合成CH3OH 涉及的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ.CO2( g )+3H2?CH3OH ( g )+H2O( g )△H1;K1
Ⅱ.CO ( g )+2H2( g )?СНЗOН( g )△H2;K2
Ш.CO ( g )+H2O ( g )=CO2( g )+H2( g )△H3;K3
回答下列問題:
(1)△H3=△H2-△H1△H2-△H1(用△H1、△H2表示);K3=K2K1K2K1 (用 K1,K2 表示)。
(2)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物質(zhì)的量分數(shù)表示的平衡常數(shù) Kx 與溫度 T 變化關(guān)系如圖一所示。據(jù)圖判斷,△H1/△H2的數(shù)值范圍是 CC (填標號)。
A.<-1
B.-1~0
C.0~1
D.>1
(3)一定條件下,只發(fā)生反應(yīng)1,原料初始組成n(CO2)n(H2)=13,反應(yīng)達到平衡時,體系的總壓強為10 MPa,此時СНЗОН的物質(zhì)的量分數(shù)為 x (СНЗОН)=0.1,用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù),表達式 Kp=p(H2O)?p(CH3OH)p3(H2)?p(CO2)p(H2O)?p(CH3OH)p3(H2)?p(CO2) (列出表達式);則CO2的轉(zhuǎn)化率為 33.3%33.3%。
(4)不同壓強下,按照 n(CO2)n(H2)=1:3投料,實驗測定 СНЗОН的平衡產(chǎn)率( СНЗОН的平衡產(chǎn)率=n(CH3OH)平衡n(CO2)初始×100%)隨溫度的變化關(guān)系如圖二所示。壓強 p1、p2、p3由大到小的順序為 p1>p2>p3p1>p2>p3;為同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和 CH3OH 的平衡產(chǎn)率,應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為 AA (填標號)。
A.低溫、高壓
B.高溫、低壓
C.低溫、低壓
D.高溫、高壓
K
2
K
1
K
2
K
1
n
(
C
O
2
)
n
(
H
2
)
1
3
p
(
H
2
O
)
?
p
(
CH
3
OH
)
p
3
(
H
2
)
?
p
(
CO
2
)
p
(
H
2
O
)
?
p
(
CH
3
OH
)
p
3
(
H
2
)
?
p
(
CO
2
)
n
(
C
O
2
)
n
(
H
2
)
n
(
C
H
3
OH
)
平衡
n
(
C
O
2
)
初始
【答案】△H2-△H1;;C;;33.3%;p1>p2>p3;A
K
2
K
1
p
(
H
2
O
)
?
p
(
CH
3
OH
)
p
3
(
H
2
)
?
p
(
CO
2
)
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:23引用:1難度:0.5
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1.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,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 -
2.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:59引用:6難度:0.6 -
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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