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【題目】利用可再生能源代替石油和煤已經成為未來發(fā)展的趨勢。甲醇作為重要的可再生能源具有廣泛的開發(fā)和應用前景。工業(yè)上常利用反應CO(g)+2H2gCH3OH(g)△H<0來合成甲醇.

(1)經研究發(fā)現在230℃~270℃時合成最為有利.為探尋合成氣最合適的起始組成比,分別在230℃、250℃和270℃時進行實驗,實驗結果如下圖。230℃的實驗結果所對應的曲線是______(填字母);從提高CO轉化率的角度等綜合分析,該溫度下工業(yè)生產適宜采用的合成氣組成n(H2):n(CO)的比值范圍是______(填字母).

A11.5B2.53C3.54.5

(2)制甲醇所需要的氫氣,可通過下列反應制。篐2Og+COgH2g+CO2(g)△H<0,某溫度下該反應的平衡常數K=1.回答下列問題:

①該溫度下,若起始時c(CO)=2mol/L,c(H2O)=3mol/L,反應進行一段時間后,測得CO的濃度為1mol/L,則此時該反應v(正)______v(逆)(填“>”、“<”或“=”).

②若降低溫度,該反應的K值將______(填“增大”、“減小”或“不變”).

(3)甲醇是一種化工原料,工業(yè)上合成甲醇的反應:CO(g)+2H2gCH3OHg△H=-90.8kJ/mol

若在溫度、容積相同的3個密閉容器中,按不同方式投入反應物,保持恒溫、恒容,測得反應達到平衡時的有關數據如下:

容器

反應物投入量

1molCO2molH2

1molCH3OH

2molCO4molH2

CH3OH的濃度(mol/L)

c1

c2

c3

反應的能量變化

放出Q1kJ

吸收Q2kJ

放出Q3kJ

①容器內壓強P:P、P與P的關系是______(用“>”、“<”或“=”表示);

②變化的熱量數值Q中,Q1與Q2的和是______(填具體數值).

【答案】 X B 增大 PPP 2P2PP 也可 90.8

【解析】(1)工業(yè)上用反應④低壓合成甲醇,在230℃~270℃最為有利.為研究合成氣最合適的起始組成比,分別在230℃、250℃和270℃進行實驗,結果如圖.合成甲醇是放熱反應,溫度越低轉化率越大,結合圖象可知,230℃的實驗結果所對應的曲線是 X,從提高CO轉化率的角度等綜合分析,該溫度下工業(yè)生產適宜采用的合成氣組成n(H2):n(CO) 的比值范圍應是CO的轉化率最大時,則合成氣組成n(H2):n(CO) 的比值范圍是2.5~3,如再增大比例,因此時轉化率已經很高,而導致浪費氫氣,故答案為:X;B;

(2) ①H2O(g)+CO(g)H2(g)+CO2(g)
起始: 3 2 0 0
轉化: 1 1 1 1
一段時間后: 2 1 1 1
Qc=1×1/2×1=0.5<1,則平衡向正反應方向移動,正反應速率大于逆反應速率,故答案為:>;

②因正反應放熱,則降低溫度平衡向正反應方向移動,平衡常數增大,故答案為:增大;

(3)①甲容器反應物投入1molCO.2molH2與乙容器反應物投入1mol CH3OH在保持恒溫、恒容情況下是等效平衡,則達到平衡時甲、乙容器壓強相等,丙容器反應物投入量2molCO、4molH2,濃度加倍,相當于增大壓強,故答案為:P=P乙<P丙;

②由于正反應轉化率和逆反應轉化率之和為100%,則Q1+Q2能量總變化相當于1molCO、2molH2完全轉化成1mol CH3OH的能量,即吸放熱Q1+Q2數值上就等于90.8kJ;丙容器反應物投入量2molCO、4molH2,由于該反應是氣體體積減小的反應,溫度、容積相同的情況下,反應物濃度增大一倍,相當于增大壓強,反應向氣體體積減少方向移動,即正向移動,因此,c3>2c1,Q3>2Q1;故答案為:90.8。

練習冊系列答案
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它所對應的化學反應為:__________

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可采取的正確措施是____________(填序號)

A. 縮小體積增大壓強 B.升高溫度 C.加催化劑 D.使氨氣液化移走

(3)在一定體積的密閉容器中,進行如下化學反應:

A(g)+3B(g) 2C(g)+D(s) ΔH,其化學平衡常數K與溫度t的關系如下表:

t/K

300

400

500

……

K/(mol·L-1)2

4×106

8×107

K1

……

請完成下列問題:

①判斷該反應的ΔH _______0(填“>”或“<”)

②在一定條件下,能判斷該反應一定達化學平衡狀態(tài)的是________ (填序號)。

A. 3v(B)(正)=2v(C)(逆) B.容器內壓強保持不變

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