题目内容

【题目】反应AC由两步反应A→B→C构成,1molA发生反应的能量曲线如图所示。下列有关叙述正确的是

A. AC的正反应为吸热反应

B. 加入催化剂会改变AC的能量差

C. AC正反应的活化能大于其逆反应的活化能

D. AC的反应热△H=E1+E3-E2-E4

【答案】D

【解析】

由图可知:A→B的反应,反应物总能量小于生成物总能量,反应吸热;B→C的反应,反应物的总能量大于生成物总能量,反应为放热反应。

A.由图像可知,反应物A的总能量高于生成物C的总能量,所以反应是放热反应,故A错误;B.加入催化剂,只改变活化能,不改变反应热,故AC的能量差不变,故B错误;C.AC正反应是放热反应,H<0,所以AC正反应的活化能小于其逆反应的活化能,故C错误;D.反应热H =正反应的活化能-逆反应的活化能,整个反应中,H=E1+(E3-E2)-E4=E1+E3-E2-E4,故D正确;故选D。

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【题目】除去水蒸气后的水煤气主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4,继续除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气。

(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。

① 此反应的化学平衡常数表达式为________

② 下列能增大碳的转化率的措施是________

A.加入C(s) B.加入H2O(g) C.升高温度 D.增大压强

(2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为:CH4(g) +3/2O2(g) CO(g) + 2H2O(g) △H=-519kJ/mol。工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)

①X在750℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;

②Y在600℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;

③Z在440℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;

根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是_______(填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是_______

(3)合成气合成甲醇的主要反应是:2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)△H=-90.8kJ·mol-1 T℃时,此反应的平衡常数为160,此温度下,在密闭容器中开始只加入CO、H2,反应10min后测得各组分的浓度如下:

物质

H2

CO

CH3OH

浓度/(mol·L-1

0.2

0.1

0.4

① 该时间段内反应速率v(H2)=______ mol·L-1·min-1

② 此时,正、逆反应速率的大小:v______v(填“>”、“<”或“=”)

(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是____________

(5)甲醇可制成新型燃料电池,总反应为:2CH3OH+3O2 + 4KOH=2K2CO3+6H2O该电池负极的电极反应式为______

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