题目内容
【题目】工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气,其中一步反应的原理为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),下列选项的条件中可判断该反应达到平衡状态的是( )
A. 单位时间内消耗2 mol的CO同时生成2 mol的CO2
B. 两个H—O键断裂的同时有一个H—H键断裂
C. 反应容器内的压强不再发生变化
D. 混合气体的相对分子质量不发生变化
【答案】B
【解析】A项,单位时间内消耗2 mol的CO同时生成2 mol的CO2只表明正反应,不能表明反应达到平衡状态;B项,两个H—O键断裂的同时有一个H—H键断裂表示正逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态;C项,该反应为气体分子数不变的反应,建立平衡过程气体物质的量始终不变,容器内的压强始终不变,反应容器内的压强不再发生变化不能说明反应达到平衡状态;D项,气体的总质量始终不变,气体总物质的量始终不变,混合气体的相对分子质量始终不变,混合气体的相对分子质量不变不能说明反应达到平衡状态;能说明反应达到平衡状态的是B,答案选B。
【题目】甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。
(1)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: 。
(2)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:
①600K时,Y点甲醇的υ(逆) (正)(填“>”或“<”)
②从Y点到X点可采取的措施是____________________________。
③有同学计算得到在t1K时,该反应的平衡常数为8.1mol·L-1。你认为正确吗?请说明理由 。
(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中,使用不同方法制得的Cu2O(Ⅰ)和(Ⅱ)分别进行催化CH3OH的脱氢实验:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)
CH3OH的浓度(mol·L-1)随时间t (min)变化如下表:
序号 | 温度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
① | T1 | 0.050 | 0.0492 | 0.0486 | 0.0482 | 0.0480 | 0.0480 |
② | T1 | 0.050 | 0.0488 | 0.0484 | 0.0480 | 0.0480 | 0.0480 |
③ | T2 | 0.10 | 0.094 | 0.090 | 0.090 | 0.090 | 0.090 |
可以判断:实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H2)= ;实验温度T1 T2(填“>”、“<”);催化剂的催化效率:实验① 实验②(填“>”、“<”)。
(4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co2+氧化成Co3+,然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯吸附除去Co2+)。现用如下图所示装置模拟上述过程, 除去甲醇的离子方程式为 。