题目内容

(14分)

甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,来制备甲醇。

(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如右图所示:

①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为       

②图中的P1                P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为             

(2)在压强为0.1 MPa条件下,  a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g) ……Ⅱ。

③该反应的△H               0,△S                 0(填“<”、“>”或“=”)。

④若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是                    

A.升高温度                        B.将CH3OH(g)从体系中分离

C.充入He,使体系总压强增大        D.再充入1mol CO和3mol H2

(3)在最新开发并投入生产的流动电解质直接甲醇燃料电池中,流动电解质硫酸的使用,可提高燃料电池效率约30%,该电池的负极反应为                              

 

 

(1)①0.0030mol·L-1·min-1(2分)     ②  <(2分);  2.25×10-4 (2分)

(2)③< (2分) < (2分)        ④   BD  (2分)

(3)CH3OH + H2O- 6e- = CO2 + 6H+ (2分)

解析:

 

练习册系列答案
相关题目

甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。

(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。

①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,

②则用H2表示的平均反应速率为_         。图中的P1_     _P2(填“<”、“>”或“=”),

100℃时平衡常数为_                   _

③在其它条件不变时降低温度,逆反应速率将_        _(填“增大” “减小”或“不变”)。

(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g) ……Ⅱ。

④该反应的△H_         _0,△S_       _0(填“<”、“>”或“=”)。

⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是_                   _

           A.升高温度                                               

B.将CH3OH(g)从体系中分离出来

           C.充入He,使体系总压强增大                                

D.再充入1mol CO和3molH2

⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。

l  实验编号

l  T(℃)

l  n (CO)/n(H2

l  P(MP)

l  ⅰ

l  150

l  1/3

l  0.1

l  ⅱ

l  __

l  __

l 5

l  ⅲ

l  350

l  __

l  5

 

 

 

 

 

 

           A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

           B.根据反应Ⅱ的特点,在给出的坐标图中,画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强。

 

(14分)甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1 mol CH4和2 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),并在一定条件下发生如下反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ
测得CH4的转化率与温度、压强的关系如图。

①当压强为P1,温度为100℃时达到平衡所需的时间为5min。则用H2表示0~5min内的平均反应速率为______
②图中的P1_________P2(填“<”、“>”或“=”)。
③100℃时该反应的平衡常数为______________
④在其它条件不变时降低温度,反应Ⅰ的逆反应速率将________(填“增大” “减小”或“不变”),反应_________移动(填“向正方向”、“向逆方向”或“不”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇,其反应如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)……Ⅱ
①则该反应的△H________0,△S_________0(填“<”、“>”或“=”)。
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是___________
A.升高温度    B.将CH3OH(g)从体系中分离   C.充入He,使体系总压强增大
③为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。

实验编号
T(℃)
n (CO)/n(H2)
P(MPa)

150
1/3
0.1

 
 
5

350
 
5

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