题目内容

CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g);该反应的正反应为吸热反应,请根据题目要求回答下列问题:
(1)在其它条件不变的情况下降低温度,则逆反应速率________(填“增大”或“减小”或“不变”,下同);在其它条件不变的情况下加压,则正反应速率________。
(2)一定条件下,向体积为2L的密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g),20s后,测得混合气体的压强是反应前的1.2倍,则用甲醇表示该反应的速率为________________。
(3)判断该可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号)________________。 
A v(CH3OH)=v(CO2)
B 混合气体的密度不变
C 混合气体的平均相对分子质量不变
D CH3OH.H2O.CO2.H2的浓度都不再发生变化
(4)在一定条件下,当该反应处于化学平衡状态时,下列操作可使化学平衡向逆反应方向移动的是
________(填序号)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强 E.加入催化剂 F.移出水蒸气
(5)下图中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1molCH3OH(g)和2mol
H2O(g),向B容器中充入1.2molCH3OH(g) 和2.4molH2O(g),两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL。试回答:
①反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL,容器B中CH3OH转化率为________,A.B两容器中H2O(g)的体积百分含量的大小关系为:B________(填“>”.“<”.“=”) A。
②若打开K,一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为________L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。
(1)减小;增大
(2)0.01mol/(L·s)
(3)CD
(4)BCF
(5)①75%;<;②1.75a
练习册系列答案
相关题目
Ⅰ.如何降低大气中CO2的含量及有效利用CO2,目前已引起各国普遍重视.
(1)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在500℃下发生反应:CO2(g)+3H2(g)           CH3OH(g)+H2O(g).实验测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1所示.

①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
0.225mol/(L?min)
0.225mol/(L?min)

②图2是改变温度时H2的化学反应速率随时间变化的示意图,则该反应的正反应是
热(填“吸”或“放”)反应.
③该反应的平衡常数K为
5.33
5.33
(保留两位小数).若提高温度到800℃进行,达平衡时,K值
减小
减小
(填“增大”、“减小”或“不变”),
④500℃达平衡时,CH3OH的体积分数ω为
0.3
0.3

(2)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2.某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料.已知该反应的阳极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,则阴极反应式为
2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-
2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-

Ⅱ.工业上可利用煤的气化产物(CO和H2)合成二甲醚(CH3OCH3),其三步反应如下:
①2H2 (g)+CO(g)?CH3OH (g)△H=-90.8kJ?mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ?mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2 (g)+H2(g)△H=-41.3kJ?mol-1
(3)总合成反应的热化学方程式为
3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-246.4kJ/mol
3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-246.4kJ/mol

(4)一定条件下的密闭容器中,上述总反应达到平衡时,要提高CO的转化率,可以采取的措施是
CE
CE
(填字母代号).
A.高温高压          B.加入催化剂        C.减少CO2的浓度   D.增加CO的浓度    E.分离出二甲醚
(5)已知反应②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)在某温度下的平衡常数K=400.此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
c/mol?L-1 0.44 0.60 0.60
此时,v (正)
 v (逆) (填“>”、“<”或“=”).
甲醇可作为燃料电池的原料.以CH4和H2O为原料,通过下列反应反应来制备甲醇.
反应I:CH4 (g)+H2O (g)=CO (g)+3H2 (g)△H=+206.0kJ?mol-1
反应II:CO (g)+2H2 (g)=CH3OH (g)△H=-129.0kJ?mol-1
(1)CH3OH (g)和H2(g)反应生成CH4(g)与H2O(g)的热化学方程式为
CH3OH (g)+H2(g)=CH4(g)+H2O(g)△H=-77.0 kJ?mol-1
CH3OH (g)+H2(g)=CH4(g)+H2O(g)△H=-77.0 kJ?mol-1

(2)将1.0mol CH4和2.0mol H2O ( g )通入容积固定为10L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图1.
①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率为
0.03 mol?L-1?min-1
0.03 mol?L-1?min-1

②100℃时反应I的平衡常数为
2.25×10-2
2.25×10-2

③可用来判断该反应达到平衡状态的标志有
A D
A D
.(填字母)
A.CO的含量保持不变                  
B.容器中CH4浓度与CO浓度相等
C.容器中混合气体的密度保持不变       
D.3V(CH4)=V(H2
(3)按照反应II来生成甲醇,按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示.下列说法正确的是
C
C

A.温度:T1>T2>T3
B.正反应速率:ν(a)>ν(c); ν(b)>ν(d)
C.平衡常数:K(a)>K(c); K(b)=K(d)
D.平均摩尔质量:M(a)<M(c); M(b)>M(d)
(4)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法之一为:甲醇蒸汽重整法.该法中的一个主要反应为CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g),此反应能自发进行的原因是
该反应是一个熵增的反应
该反应是一个熵增的反应

(5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用图3装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式
Co2+-e-=Co3+
Co2+-e-=Co3+

②写出除去甲醇的离子方程式
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6 Co2++6H+
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6 Co2++6H+

③若3图装置中的电源为甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池,则电池负极的电极反应式为:
CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O
(2012?万安县模拟)能源问题是人类社会面临的重大课题,日本大地震引起的核泄漏事故引起了人们对核能源的恐慌.而甲醇是未来重要的绿色能源之一.以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇.
①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ/mol
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-129.0kJ/mol
(l)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为
CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0KJ/L
CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0KJ/L

(2)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通过容积为100L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图1.

①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率为
0.0024mol/L?min
0.0024mol/L?min

②100℃时反应I的平衡常数为
7.2×10-5(mol/L)2
7.2×10-5(mol/L)2

(3)在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下,将1.0molCO与2.0molH2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的
1
2
,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是
CD
CD
(填字母序号).
A.c(H2)减小               B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH的物质的量增加       D.重新平衡时
c(H2)
c(CH3OH)
减小      E.平衡常数K增大
(4)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:
①甲醇蒸气重整法.该法中的一个主要反应为CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g),此反应能自发进行的原因是:
反应是熵增加的反应
反应是熵增加的反应

②甲醇部分氧化法.在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图2所示.则当n(O2)/n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为
2CH3OH+O2
催化剂
加热
2HCHO+2H2O
2CH3OH+O2
催化剂
加热
2HCHO+2H2O

(5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用图3装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式
Co2+-e-=Co3+
Co2+-e-=Co3+

②写出除去甲醇的离子方程式
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+

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