能源短缺是人類社會(huì)面臨的重大問(wèn)題.甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景.
Ⅰ.已知在常溫常壓下:
①2CH
3OH(l)+3O
2(g)═2CO
2(g)+4H
2O(g)△H═-1275.6KJ?mol
-1②2CO(g)+O
2(g)═2CO
2(g)△H═-566.0KJ?mol
-1③H
2O(g)═H
2O(l)△H═-44.0KJ?mol
-1寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:
Ⅱ.工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng)為:CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g);△H
(1)該反應(yīng)在300℃,5MPa條件下能自發(fā)進(jìn)行,則△H
0,△S
0 (填“<,>或=”).
(2)在300℃,5MPa條件下,將0.20mol的 CO與0.58mol H
2的混合氣體充入2L密閉容器發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中甲醇的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化如圖1所示.
①在0~2min內(nèi),以H
2表示的平均反應(yīng)速率為
mol?L
-1?s
-1.
②計(jì)算300℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
.
③300℃時(shí),將0.50mol CO、1.00mol H
2和1.00mol CH
3OH 充
入容積為2L的密閉容器中,此時(shí)反應(yīng)將
.
A.向正方向移動(dòng) B.向逆方向移動(dòng)
C.處于平衡狀態(tài) D.無(wú)法判斷
④下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是
A.壓縮容器體積 B.將CH
3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大
D.再充入0.20mol CO和0.58mol H
2(3)若其它條件不變,使反應(yīng)在500℃下進(jìn)行,在圖2中作出甲醇的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化的示意圖.
Ⅲ.甲醇可以與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣,反應(yīng)方程式如下:
CH
3OH(g)+H
2O(g)???CO
2(g)+3H
2(g)△H>0.
(1)判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是(填序號(hào))
.
A.v
正(CH
3OH)=v
正(CO
2)
B.混合氣體的密度不變
C.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
D.CH
3OH、H
2O、CO
2、H
2的濃度都不再發(fā)生變化
(2)圖2中P是可自由平行滑動(dòng)的活塞,關(guān)閉K,在相同溫度時(shí),向A容器中充入1mol CH
3OH(g)和2mol H
2O(g),向B容器中充入1.2mol CH
3OH(g)和2.4mol H
2O(g),兩容器分別發(fā)生上述反應(yīng).已知起始時(shí)容器A和B的體積均為a L.試回答:反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器B的體積為1.5a L,容器B中CH
3OH的轉(zhuǎn)化率為
,A、B兩容器中H
2O(g)的體積百分含量的大小關(guān)系為B
A(填“>”“<”或“=”).