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甲醇是重要的化工原料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇,可能發(fā)生的反應(yīng)如下:
①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2
③CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)△H3
回答下列問(wèn)題:
(1)已知反應(yīng)ⅱ中相關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵 H-H C=O C≡O(shè) H-O
E/(kJ?mol-1 436 803 1076 465
由此計(jì)算△H2=
+36
+36
kJ?mol-1.已知△H1=-63kJ?mol-1,則△H3=
+99
+99
kJ?mol-1
(2)一定比例的合成氣在裝有催化劑的反應(yīng)器中反應(yīng)12小時(shí)。體系中甲醇的產(chǎn)率和催化劑的催化活性與溫度的關(guān)系如圖1所示。

①溫度為490K時(shí),圖中P點(diǎn)
不是
不是
 (填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài)。490K之后,甲醇產(chǎn)率下降的原因是
反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向進(jìn)行
反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向進(jìn)行
。
②提高甲醇產(chǎn)率的措施是
A
A
。
A.增大壓強(qiáng)    B.升高溫度C.選擇合適催化劑   D.加入大量催化劑
(3)如圖2為一定比例的CO2/H2,CO/H2、CO/CO2/H2條件下甲醇生成速率與溫度的關(guān)系。當(dāng)溫度為490K時(shí),根據(jù)曲線(xiàn)a、c,判斷合成甲醇的反應(yīng)機(jī)理是
 (填“I”或“II”)。
Ⅰ、CO2
H
2
H
2
O
CO
2
H
2
CH3OH
Ⅱ、CO
H
2
O
H
2
CO2
3
H
2
CH3OH+H2O
490K時(shí),曲線(xiàn)a與曲線(xiàn)b相比,CO的存在使甲醇生成速率增大,從平衡移動(dòng)的角度,并結(jié)合反應(yīng)①、②分析原因
CO促進(jìn)反應(yīng)②正向移動(dòng),二氧化碳和氫氣的量增加,水蒸氣的量減少,有利于反應(yīng)①正向進(jìn)行
CO促進(jìn)反應(yīng)②正向移動(dòng),二氧化碳和氫氣的量增加,水蒸氣的量減少,有利于反應(yīng)①正向進(jìn)行
。

【答案】+36;+99;不是;反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向進(jìn)行;A;Ⅱ;CO促進(jìn)反應(yīng)②正向移動(dòng),二氧化碳和氫氣的量增加,水蒸氣的量減少,有利于反應(yīng)①正向進(jìn)行
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:39引用:2難度:0.7
相似題
  • 1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是( ?。?/h2>

    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(kāi)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(xiàn).
    ①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1
    K2(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=
     
    kJ?mol-1
    (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
     
    個(gè)電子發(fā)生轉(zhuǎn)移.
    (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
     
    、
     
    (用相關(guān)的電極反應(yīng)式和離子方程式表示)

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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