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甲醇不僅是重要的化工原料,還是性能優(yōu)良的能源和車用燃料。
(1)H2(g)和CH3OH(l)的燃燒熱分別為285.8kJ?mol-1和726.5kJ?mol-1,則由CO2(g)和H2(g)生成液態(tài)甲醇和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)△H=-130.9kJ/mol
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)△H=-130.9kJ/mol
。
(2)CO與H2也可以合成CH3OH,已知CO和H2可以利用如下反應(yīng)制備:CH4(g)+H2O?CO(g)+3H2(g)△H>0,一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示。T1
T2(填“<”、“>”或“=”);A、B、C三點(diǎn)處對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)(KA、KB、KC)的大小關(guān)系為
KC=KB>KA
KC=KB>KA
。

(3)已知Ⅰ.CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),Ⅱ.CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),Ⅲ.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)。如圖2為一定比例的CO2、H2,CO、H2,CO、CO2、H2三個(gè)反應(yīng)體系下甲醇生成速率與溫度的關(guān)系。
①490K時(shí),根據(jù)曲線a、c判斷合成甲醇的反應(yīng)機(jī)理是
B
B
。(填“A”或“B”)
A.CO2
H
2
H
2
O
CO
H
2
CH3OH
B.CO
H
2
O
H
2
CO2
H
2
CH3OH+H2O
②490K時(shí),曲線a與曲線b相比,CO的存在使甲醇生成速率增大,結(jié)合反應(yīng)Ⅰ、Ⅲ分析原因:
CO的存在促使反應(yīng)Ⅰ正向進(jìn)行,二氧化碳和氫氣的量增加,水蒸氣的量減少,有利于反應(yīng)Ⅲ正向進(jìn)行
CO的存在促使反應(yīng)Ⅰ正向進(jìn)行,二氧化碳和氫氣的量增加,水蒸氣的量減少,有利于反應(yīng)Ⅲ正向進(jìn)行
。
(4)在T1℃時(shí),向體積為2L的恒容容器中充入物質(zhì)的量之和為3mol的H2和CO,發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),達(dá)到平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)φ與起始時(shí)
n
H
2
n
CO
的關(guān)系如圖3所示。
①當(dāng)起始時(shí)
n
H
2
n
CO
=2,反應(yīng)經(jīng)過(guò)5min達(dá)到平衡,若此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為0.6,則0~5min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(H2)=
0.12mol/(L?min)
0.12mol/(L?min)
。若此時(shí)再向容器中充入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,達(dá)新平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率將
增大
增大
。(填“增大”、“減小”或“不變”)
②當(dāng)起始時(shí)
n
H
2
n
CO
=3.5,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能對(duì)應(yīng)圖3中的
F
F
(填“D”“E”或“F”)點(diǎn)。

【答案】CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)△H=-130.9kJ/mol;<;KC=KB>KA;B;CO的存在促使反應(yīng)Ⅰ正向進(jìn)行,二氧化碳和氫氣的量增加,水蒸氣的量減少,有利于反應(yīng)Ⅲ正向進(jìn)行;0.12mol/(L?min);增大;F
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:65引用:3難度:0.4
相似題
  • 1.氫在地球上主要以化合態(tài)的形式存在,是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì),它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%,屬于二次能源.工業(yè)上生產(chǎn)氫的方式很多,常見(jiàn)的有水電解制氫,煤炭氣化制氫,重油及天然氣水蒸氣催化制氫等.氫氣是一種理想的綠色能源,如圖1為氫能產(chǎn)生和利用的途徑:

    (1)圖1的四個(gè)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化形式有
     

    A.2種  B.3種  C.4種  D.4種以上
    (2)電解過(guò)程要消耗大量的電能,而使用微生物作催化劑在陽(yáng)光下也能分解水.
    2H2O(1)
    通電
    2H2(g)+O2(g)△H 1      2H2O(1)
    光照
    催化劑
    2H2(g)+O2(g)△H2   
    以上反應(yīng)的△H1
     
    △H2(選填“<”、“>”或“=”)
    (3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依據(jù)圖2能量變化寫(xiě)出氫氣燃燒生產(chǎn)液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
     

    (4)氫能利用需要選擇合適的儲(chǔ)氫材料.
    ①NaBH4是一種重要的儲(chǔ)氫載體,能與水反應(yīng)生成NaBO2,且反應(yīng)前后B的化合價(jià)不變,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     

    ②鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣生產(chǎn)氫化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)釋放出氣態(tài)氫,根據(jù)平衡移動(dòng)的原理,可改變的條件之一是
     

    ③一定條件下,如圖3所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫,使C7H8轉(zhuǎn)化為C7H14,則電解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體X 為
     
    ,電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)式為
     

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