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甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O为原料,通过反应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100 L),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、压强的关系如下图。
①已知100 ℃压强为p1时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为 。
②图中的p1 p2(填“<”“>”或“="”),100" ℃压强为p2时平衡常数为 。
③该反应的ΔH 0(填“<”“>”或“=”)。
(2)在一定条件下,将a mol CO与3amol 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) ΔH<0 ……Ⅱ
①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1 mol CO和3 mol H2
②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表格中。
A.下表中剩余的实验条件数据:a= ;b=
。
B.根据反应Ⅱ的特点,下图是在压强分别为0.1 MPa和5 MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强px= MPa。
| 实验编号 | T/℃ | n(CO)/n(H2) | p/MPa |
| 1 | 150 | 1/3 | 0.1 |
| 2 | a | 1/3 | 5 |
| 3 | 350 | b | 5 |
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L),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、压强的关系如下图。
①已知100 ℃压强为p1时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为 。
②图中的p1 p2(填“<”“>”或“="”),100" ℃压强为p2时平衡常数为 。
③该反应的ΔH 0(填“<”“>”或“=”)。
(2)在一定条件下,将a mol CO与3amol 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) ΔH<0 ……Ⅱ①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1 mol CO和3 mol H2
②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表格中。
A.下表中剩余的实验条件数据:a= ;b=
。 B.根据反应Ⅱ的特点,下图是在压强分别为0.1 MPa和5 MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强px= MPa。
| 实验编号 | T/℃ | n(CO)/n(H2) | p/MPa |
| 1 | 150 | 1/3 | 0.1 |
| 2 | a | 1/3 | 5 |
| 3 | 350 | b | 5 |
(8分)甲醇是一种很好的燃料，工业上用CH4和H2O(g)为原料，通过反应I和II来制备甲醇。
请回答下列问题：
(1)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入反应室(容积为l00L)，在一定条件下发生反应：
cCH4(g)+H2O(g) 
CO(g)+3H2(g)
I。
CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示。
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 。
③该反应的
H
0。(填“<”、“>”或“=”)
(2)在压强为0.1MPa条件下，a molCO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)
CH30H(g) H<0 Ⅱ。
①若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是 (填序号)。
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．再充人lmolCO和3 mol H2
②为了寻找合成甲醇的适宜温度和压强，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在了下面的实验设计表中。
|
实验编号 |
T(℃) |
n(CO)／n(H2) |
p(MPa) |
|
l |
150 |
1／3 |
0.1 |
|
2 |
n |
1／3 |
5 |
|
3 |
350 |
m |
5 |
a．上表中剩余的实验条件数据：n= ，m= 。
b．根据反应Ⅱ的特点，如图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图，请指明图中的压强
= MPa。
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I、图1各物质是中学化学中常见的物质，甲、乙均是离子化合物，且阴、阳离子个数比为1：1．甲是发酵粉的主要成分，乙是一种常用的化肥．B、D常温常压下是气体．请回答下列问题：
（1）甲的俗名是______．
（2）A、D物质的水溶液分别滴入酚酞试液后，溶液均显红色，说明溶液均显______性，其原理是否相同？请用必要的文字加以解释并写出离子方程式：______．
（3）向饱和氯化钠溶液中通入气体D至饱和后，再通入足量的气体B可制得物质甲，写出该反应的化学方程式：______．
II、甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：
CO（g）+2H2（g）→CH3OH（g）．
（1）分析该反应并回答下列问题：
①平衡常数表达式为K=______．
②下列各项中，不能够说明该反应已达到平衡的是______（填序号）．
a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化
b．一定条件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
c．一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
d．一定条件下，单位时间内消耗2mol CO，同时生成1mol CH3OH
（2）图2是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线．
①该反应的焓变△H______0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1______K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
③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．使用合适的催化剂d．充入He，使体系总压强增大
（3）已知在常温常压下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-a kJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-b kJ?mol-1
③H2O（g）=H2O（l）△H=-c kJ?mol-1
则CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=______kJ?mol-1．
（4）2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆．甲醇燃料电池的工作原理如图3所示．
①该电池工作时，b口通入的物质为______，c口通入的物质为______．
②该电池正极的电极反应式为：______．
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（1）甲的俗名是______．
（2）A、D物质的水溶液分别滴入酚酞试液后，溶液均显红色，说明溶液均显______性，其原理是否相同？请用必要的文字加以解释并写出离子方程式：______．
（3）向饱和氯化钠溶液中通入气体D至饱和后，再通入足量的气体B可制得物质甲，写出该反应的化学方程式：______．
II、甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：
CO（g）+2H2（g）→CH3OH（g）．
（1）分析该反应并回答下列问题：
①平衡常数表达式为K=______．
②下列各项中，不能够说明该反应已达到平衡的是______（填序号）．
a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化
b．一定条件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
c．一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
d．一定条件下，单位时间内消耗2mol CO，同时生成1mol CH3OH
（2）图2是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线．
①该反应的焓变△H______0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1______K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
③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．使用合适的催化剂d．充入He，使体系总压强增大
（3）已知在常温常压下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-a kJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-b kJ?mol-1
③H2O（g）=H2O（l）△H=-c kJ?mol-1
则CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=______kJ?mol-1．
（4）2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆．甲醇燃料电池的工作原理如图3所示．
①该电池工作时，b口通入的物质为______，c口通入的物质为______．
②该电池正极的电极反应式为：______．
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