题目内容

【题目】运用化学反应原理知识研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意义。

(1)用CO可以合成甲醇。已知:

CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.5kJ·mol-1

CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0kJ·mol-1

H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1

则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=__kJ·mol-1

(2)下列措施中能够增大上述合成甲醇反应的反应速率的是__(填写序号)。

a.使用高效催化剂 b.降低反应温度

c.增大体系压强 d.不断将CH3OH从反应混合物中分离出来

(3)在一定压强下,容积为V L的容器中充入amolCO与2amolH2,在催化剂作用下反应生成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①p1__p2(填“大于”、“小于”或“等于”);

②100℃时,该反应的化学平衡常数K=__(mol·L-1)-2;

③在其它条件不变的情况下,再增加amolCO和2amolH2,达到新平衡时,CO的转化率__(填“增大”、“减小”或“不变”)。

【答案】-90.1 ac 小于 增大

【解析】

(1)用CO可以合成甲醇。由盖斯定律可知,②+③×2-①得到CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);

(2)温度越高、压强越大,使用催化剂都可使反应速率增大,降低温度反应速率减慢,从体系中分离出甲醇,相当于减少浓度,反应速率减慢;

(3)①由图1可知,温度相同时,在压强为P2时平衡时CO的转化率高,由反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知压强越大,越有利于平衡向正反应进行,故压强P1<P2;

②由于平衡常数与压强没有关系,所以根据图象可知,在100℃P1时,CO的转化率是0.5,通过反应方程式和公式K=可以求得;

③在其它条件不变的情况下,再增加a molCO与2amolH2,等效为增大压强,平衡向正反应移动,CO转化率增大;

(1)(1)用CO可以合成甲醇。已知:①CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-764.5kJmol-1;②CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJmol-1;③H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJmol-1;由盖斯定律可知,②+③×2-①得到CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-283.0kJ/mol-285.8kJ/mol×2+764.5kJ/mol=-90.1kJ/mol,故答案为:-90.1;

(2)温度越高、压强越大,使用催化剂都可使反应速率增大,降低温度反应速率减慢,从体系中分离出甲醇,相当于减少浓度,反应速率减慢,故答案为:ac;

(3)①由图1可知,温度相同时,在压强为P2时平衡时CO的转化率高,由反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知压强越大,越有利于平衡向正反应进行,故压强P1<P2,故答案为:小于;

②由于平衡常数与压强没有关系,所以根据图象可知,在100℃P1时,CO的转化率是0.5,则

CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)

起始浓度(mol/L) 0

转化浓度(mol/L)

平衡浓度(mol/L)

所以平衡常数K==,

故答案为: ;

③在其它条件不变的情况下,再增加a molCO与2amolH2,等效为增大压强,平衡向正反应移动,CO转化率增大,故答案为:增大;

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