1.水煤气法制甲醇工艺流程框图如图:

已知:除去水蒸气后的水煤气含55~59%的H2,15~18%的CO,11~13%的CO2,少量的H2S、CH4,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,即可进行甲醇合成.
(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$\frac{[CO]•[{H}_{2}]}{[{H}_{2}O]}$;
②下列能提高碳的平衡转化率的措施是BC.
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)+$\frac{3}{2}$O2(g)?CO(g)+2H2O(g)△H=-519kJ.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T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
②Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是Z(填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是催化活性高、速度快、反应温度较低.
(3)合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应是:2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-181.6kJ.4℃下此反应的平衡常数为160.此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质H2COCH3OH
浓度/mol•L-10.20.10.4
①比较此时正、逆反应速率的大小:v>v(填“>”、“<”或“=”).
②若加入同样多的CO、H2,在T5℃反应,10min后达到平衡,此时c(H2)=0.4mol•L-1,则该时间内反应速率v(CH3OH)=0.03mol•L-1•min-1
(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是提高原料利用率(或提高产量、产率亦可).
16.化学反应速率和限度与生产、生活密切相关.
(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如表(累计值):
时间(min)12345
氢气体积(mL)(标准状况)100240464576620
①哪一时间段反应速率最大2~3min(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5),原因是因该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,所以反应速率较快.
②求3~4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率0.025mol/(L•min)(设溶液体积不变).
(2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积,他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,你认为不可行的是CD.
A.蒸馏水        B.KCl溶液       C.KNO3溶液       D.CuSO4溶液
(3)某温度下在4L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图.
①该反应的化学方程式是3X+Y?2Z.
②该反应达到平衡状态的标志是CD
A.X、Y、Z的反应速率相等
B.X、Y的反应速率比为3:1
C.容器内气体压强保持不变
D.生成1mol Y的同时生成2mol Z
③2min内X的转化率为30%.
④若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3,且已知17g氨气分解成氮气和氢气要吸收46kJ热量,则该反应的热化学反应方程式为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ/mol.
 0  163035  163043  163049  163053  163059  163061  163065  163071  163073  163079  163085  163089  163091  163095  163101  163103  163109  163113  163115  163119  163121  163125  163127  163129  163130  163131  163133  163134  163135  163137  163139  163143  163145  163149  163151  163155  163161  163163  163169  163173  163175  163179  163185  163191  163193  163199  163203  163205  163211  163215  163221  163229  203614 

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