题目内容

在一个容积为2 L的恒容密闭容器中加入0.2 mol CO和0.4 mol H2,发生反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
实验测得在300℃和500℃时,甲醇的物质的量(mol)随时间的变化如下表所示。
 
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300℃
0.080
0.120
0.150
0.168
0.180
0.180
500℃
0.120
0.150
0.156
0.160
0.160
0.160
   下列说法正确的是
A.该反应的ΔH>0,升高温度,化学平衡常数K增大
B.300℃时,前20 min内的反应速率v(H2)="0.003" mol·L-1·min-1
C.采取加压、增大c(H2)、加入合适的催化剂等措施都能提高CO的转化率
D.500℃时,在起始时向容器中加入0.1 mol CO和0.3 mol H2,可计算出反应达平衡后甲醇的浓度
D

试题分析:A、300℃平衡时甲醇的物质的量大于500℃平衡时甲醇的物质的量,所以升高温度平衡逆向移动,正向是放热反应,ΔH<0,错误;B、300℃时,前20 min内甲醇的物质的量增加0.120mol,则氢气的物质的量减少0.240mol,浓度改变0.120mol/L,所以前20 min内的反应速率v(H2)=0.006mol·L-1·min-1,错误;C、增大c(H2),只能增大CO的转化率,而氢气的转化率降低,错误;D、由所给数据可计算500℃时的化学平衡常数,所以已知CO和H2的物质的量可以计算出反应达平衡后甲醇的浓度,正确,答案选D。
练习册系列答案
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(15分)二甲醚(DME)和甲醇是21世纪应用最广泛的两种清洁燃料,目前工业上均可由合成气在特定催化剂作用下制得。
(1)由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
已知:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)            △H1=-90.7 kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)     △H2=-23.5 kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)        △H3=-41.2 kJ·mol-1
则反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=      kJ·mol-1
(2)将合成气以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反应器中,一定条件下发生反应:
4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),其中CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示:

①该反应的平衡常数表达式为       ;P1、P2、P3由大到小的顺序为       
②若反应在P3和316℃时,起始时n(H2)/n(CO)=3,则达到平衡时,CO的转化率     50%(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)由合成气合成甲醇的反应的温度与平衡常数(K)的关系如表数据,


250℃时,将2 molCO和6 molH2充入2L的密闭容器中发生反应,反应时间与物质浓度的关系如图所示,则前10分钟内,氢气的平均反应速率为     ;若15分钟时,只改变温度一个条件,假设在20分钟时达到新平衡,氢气的转化率为33.3%,此时温度为      (从上表中选),请在图中画出15—25分钟c (CH3OH)的变化曲线。
(4)利用甲醇液相脱水也可制备二甲醚,原理是:CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O,CH3HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。与合成气制备二甲醚比较,该工艺的优点是反应温度低,转化率高,其缺点是        

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