CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛.
已知(Ⅰ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H1=-90.1kJ?mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-49.0kJ?mol-1
(Ⅲ)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H3=-41.1kJ?mol-1
(Ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ?mol-1
回答下列问题:
(1)写出由H2和CO直接制备二甲醚的热化学方程式为______.根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响______.
(2)有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3)、压强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如图甲所示.其中CO转化率随温度升高而降低的原因是______.
(3)由CO和H2在催化剂作用下,也可以合成甲醇.反应原理为:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
①对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP),则以上反应KP=______;
②在容积均为1L的密闭容器(a、b、c、d、e)中,分别充入1molCO和2molH2等量混合气体,在不同的温度下(温度分别为T1、T2、T3、T4、T5),经相同的时间,在t时刻,测得容器甲醇的体积分数(如图乙所示).解析在T1~T2及T4~T5二个温度区间,容器内甲醇的体积分数如图乙所示的变化趋势,其原因是______.
③在不改变反应物用量情况下,将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态,可采取的措施有(写出2点)______、______.
甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
(1)工业上一般采用两种方法制备甲醇:
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H2
①下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K).
温度250℃300℃350℃
K2.0410.2700.012
由表中数据判断△H1______0(填“<”、“=”或“>”).
②某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L密闭容器中充分反应,4分钟后反应达到平衡,测得CO的物质的量为0.4mol,则CO的反应速率为______,此时的压强是反应前压强的______倍.
(2)反应Ⅱ的平衡常数表达式为______,为了加快反应Ⅱ的反应速率,并且提高H2的转化率,采取的措施是______(填写正确选项的字母).
a.增大CO2的浓度 b.增大H2的浓度 c.增大压强 d.加入催化剂
(3)工业上利用CO与水蒸气的反应,将有毒的CO转化为无毒的CO2,书写有关热化学反应方程式______.该反应在830K下进行时,初始浓度到达平衡的时间有如下的关系:
CO的初始浓度(mol/L)2413
H2的初始浓度(mol/L)3233
时间(min)8612n
则n为______min.
(4)近年来,科研人员新开发出一种甲醇和氧气以强碱溶液为电解质溶液的新型手机电池.该电池中甲醇发生反应的一极为______极、其电极反应式为______.
(5)用该电池作电源,用惰性电极电解饱和NaCl溶液时,每消耗0.2molCH3OH,阴极产生标况下气体的体积为______L.
已知2A(g)+B(g)?2C(g),△H=-akJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2mol A和1mol B,在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为ωmol/L,放出热量为bkJ.
(1)比较a______b(填“>”“=”或“<”).
(2)下表为不同温度下该反应的平衡常数.由此可推知,表中T1______T2(填“>”、“=”或“<”).
T/KT1T2T3
K1.00×1072.45×1051.88×103
若在原来的容器中,只加入2mol C,500℃时充分反应达平衡后,吸收热量为ckJ,C的浓度______(填“>”“=”或“<”)ω mol/L,a、b、c之间满足何种关系______(用代数式表示).
(3)在相同条件下要想得到2akJ热量,加入各物质的物质的量可能是______.
A.4mol A和2mol B B.4mol A、2mol B和2mol C
C.4mol A和4mol B D.6mol A和4mol B
(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是______.
A.及时分离出C气体 B.适当升高温度
C.增大B的浓度 D.选择高效催化剂
(5)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2mol A和1mol B,500℃时充分反应达平衡后,放出热量为dkJ,则d______b(填“>”、“=”或“<”),理由是______.
(6)在一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3molA和2molB及固体催化剂,使之反应,平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%.保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4mol A、3mol B和2mol C,则平衡时A的百分含量______(填“不变”、“变大”、“变小”或“无法确定”).
 0  105708  105716  105722  105726  105732  105734  105738  105744  105746  105752  105758  105762  105764  105768  105774  105776  105782  105786  105788  105792  105794  105798  105800  105802  105803  105804  105806  105807  105808  105810  105812  105816  105818  105822  105824  105828  105834  105836  105842  105846  105848  105852  105858  105864  105866  105872  105876  105878  105884  105888  105894  105902  203614 

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