题目内容
水煤气是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得:
C (s) + H2O(g) CO (g) +H2 (g) △H= +131.3 kJ?mol-1(······①
(1)实际工业生产中,向炭层间隔交替通入水蒸气和空气,其中通入空气的原因是由于该反应是吸热,导致炭层温度降低,须及时通入富氧空气促进炭层的燃烧放热:
C (s) + O2(g)= CO2 (g);△H = -393.5kJ·mo1-1 ······②
为保持生产的连续性,若不考虑其它热量的产生和损耗,则每间隔应通入的水蒸气和空气的体积比(同温同压)约为多少?(设空气中氧气的体积占1/5)
(2)一定温度下,三个容器中均进行着上述反应①,各容器中炭足量,其它物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。
(3)生物乙醇可由淀粉或纤维素等生物质原料发酵获得。利用乙醇可进而获得合成气(CO、H2)。用乙醇生产合成气有如下两条路线:
a、水蒸气催化重整:CH3CH2OH(g)+H2O(g)→4H2(g)+2CO(g)
b、部分催化氧化:CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)→3H2(g)+2CO(g)
某生物质能研究所准备利用乙醇得到的合成气合成一种生物汽油。乙醇各分一半按a、b两式反应。合成气合成生物汽油的反应为:2mCO+(2m+n)H2→2CmHn+2mH2O。假定合成的生物汽油中含有X、Y两种成分,且X、Y都是有8个碳原子的烃,X是苯的同系物,Y是烷烃。
①X的分子式为 ,Y的分子式为 。
②50吨质量分数为92%的乙醇经上述转化(假定各步转化率均为100%),则最终可获得X的质量为多少吨?
(1)3/5 (2)0.60(2分);ν正_>_ν逆 (3)C8H10 C8H18 19.875吨
解析
水煤气是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得:
C (s) + H2O(g) CO (g) +H2 (g) △H = +131.3 kJ•mol-1
(1)该反应的平衡常数K随温度的升高而___________(增大 / 减小 / 不变)。
(2)上述反应在t0时刻达到平衡(如下图),若在t1时刻改变某一条件,请在下图中继续画出t1时刻之后正反应速率(ν正)随时间的变化:
① 缩小容器体积(用实线表示)
② 降低温度(用虚线表示)
(3)一定温度下,三个容器中均进行着上述反应,各容器中炭足量,其它物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。
容器编号 | c(H2O)/mol·L-1 | c(CO)/mol·L-1 | c(H2)/mol·L-1 | ν正、ν逆比较 |
I | 0.06 | 0.60 | 0.10 | ν正=ν逆 |
Ⅱ | 0.12 | 0.20 | ________ | ν正=ν逆 |
Ⅲ | 0.10 | 0.20 | 0.40 | ν正____ν逆 |
(4)己知:2C (s) + O2(g) = 2CO (g) △H = -221.0 kJ·mo1-1
2CO(g) + O2(g) = 2CO2 (g) △H = -566.0 kJ·mo1-1
2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) △H = -483.6 kJ·mo1-1
若将24g炭完全转化为水煤气,然后再充分燃烧,整个过程的焓变为△H = kJ/mol。
C (s)+H2O(g)═CO (g)+H2 (g)△H=+131.3kJ?mol-1
(1)该反应的平衡常数K随温度的升高而______(增大/减小/不变).
(2)上述反应达到平衡后,将体系中的C(s)全部移走,平衡______(向左移/向右移/不移动).
(3)上述反应在t时刻达到平衡(如图),若在t1时刻改变某一条件,请在下图中继续画出t1时刻之后正反应速率(ν正)随时间的变化:
①缩小容器体积(用实线表示)
②降低温度(用虚线表示)
(4)一定温度下,三个容器中均进行着上述反应,各容器中炭足量,其它物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示.请填写表中相应的空格.
容器编号 | c(H2O)/mol?L-1 | c(CO)/mol?L-1 | c(H2)/mol?L-1 | ν正、ν逆比较 |
I | 0.06 | 0.60 | 0.10 | ν正=ν逆 |
Ⅱ | 0.12 | 0.20 | ______ | ν正=ν逆 |
Ⅲ | 0.10 | 0.20 | 0.40 | ν正______ν逆 |