甲醇是一種重要的有機(jī)原料,在催化劑的作用下,CO和H2反應(yīng)可生成甲醇(CH3OH)和副產(chǎn)物CH4,反應(yīng)如下:
反應(yīng)①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g) ΔH1=-90.0kJ/mol
反應(yīng)②CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g) ΔH2
反應(yīng)③CH4(g)+2H2O(g)?CO2(g)+4H2(g) ΔH3=+125.0kJ/mol
反應(yīng)④CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g) ΔH4=-25.0kJ/mol K1、K2、K3、K4分別表示反應(yīng)①、②、③、④的平衡常數(shù).
回答下列問(wèn)題:
(1)反應(yīng)②的ΔH2=?150.0?150.0kJ/mol,K2與K3和K4的關(guān)系為K2=K4K3K4K3。
(2)圖1中能正確表示反應(yīng)①的平衡常數(shù)(lgK1)隨溫度變化的曲線為 AA(填曲線字母),其判斷理由為 該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),K減小,lgK減小該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),K減小,lgK減小。
(3)為探究不同催化劑對(duì)CO和H2生成CH3OH的選擇性效果,某實(shí)驗(yàn)室控制CO和H2的初始投料比為1:3進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到如下表1數(shù)據(jù):
K
4
K
3
K
4
K
3
T/K | 時(shí)間/min | 催化劑種類 | 甲醇的含量(%) |
450 | 10 | CuO-ZnO | 78 |
450 | 10 | CuO-ZnO-ZrO2 | 88 |
450 | 10 | ZnO-ZrO2 | 46 |
CuO-ZnO-ZrO2
CuO-ZnO-ZrO2
。②圖2中,T1℃時(shí)CO轉(zhuǎn)化率最大的原因是
ab過(guò)程是在建立平衡的過(guò)程中,一氧化碳的轉(zhuǎn)化率逐漸增大,c點(diǎn)達(dá)到平衡,一氧化碳的轉(zhuǎn)化率最大,過(guò)了c點(diǎn),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),一氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低
ab過(guò)程是在建立平衡的過(guò)程中,一氧化碳的轉(zhuǎn)化率逐漸增大,c點(diǎn)達(dá)到平衡,一氧化碳的轉(zhuǎn)化率最大,過(guò)了c點(diǎn),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),一氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低
。③有利于提高CO轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率的措施有
BD
BD
。A.使用催化劑CuO-ZnO-ZrO2
B.適當(dāng)降低反應(yīng)溫度
C.增大CO和H2的初始投料比
D.恒容下,再充入amolCO和3amolH2
(4)已知1000℃,反應(yīng)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g) K4=1.0,該溫度下,在某時(shí)刻體系中CO、H2O、CO2、H2的濃度分別為3mol?L-1、1mol?L-1、4mol?L-1、2mol?L-1,則此時(shí)上述反應(yīng)的v正(CO)
<
<
v逆(CO)(填“>”、“<”或“=”),達(dá)到平衡時(shí)c(CO)=3.5
3.5
mol?L-1。【答案】?150.0;;A;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),K減小,lgK減?。籆uO-ZnO-ZrO2;ab過(guò)程是在建立平衡的過(guò)程中,一氧化碳的轉(zhuǎn)化率逐漸增大,c點(diǎn)達(dá)到平衡,一氧化碳的轉(zhuǎn)化率最大,過(guò)了c點(diǎn),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),一氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低;BD;<;3.5
K
4
K
3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:1引用:1難度:0.5
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1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是( )
發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:31引用:4難度:0.7 -
2.催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問(wèn)題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生以下兩個(gè)平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( ?。?br />①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
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(lái)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(shí)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(shuō)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(shí)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(shí)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(cè)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(guó)科學(xué)院長(zhǎng)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(dòng)式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
①該電池正極的電極反應(yīng)式為
②工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有
(4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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