能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1) 工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
H1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
H2
①上述反应符合“原子经济”原则的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”);
②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℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
由表中数据判断
H1 0(填“>”“=”或“<”);
③某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol·L-1,则CO的转化率为 .
(2)合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,通过反应Ⅰ进行甲醇合成,T4℃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 | H2 | CO | CH3OH |
| 浓度/(mol·L-1) | 0.2 | 0.1 | 0.4 |
① 比较此时正、逆反应速率的大小:v正 v逆 (填“>”、“<”或“=”)。
② 若加入CO、H2后,在T5℃反应10min达到平衡,c(H2)=0.4 mol·L-1,则该时间内反应速率v(CH3OH) = mol·(L·min)-1。
(3)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是 。
下列A~K是中学化学中的常见物质,其中D、E、K为单质,其余物质为化合物。这些物质具有下列转化关系(省略了水和部分反应物及生成物),除反应②外,其他反应均在水溶液中进行。其中D是工业中最常用的金属。 回答:
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(1)A、H分别为 、 (填化学式)
(2)写出反应②的化学方程式 。
(3) 2.7克E与I完全反应生成G,若G与J反应生成3.9克不溶物H ,则消耗J的物质的量为 。
(4)若实验测得无水H在常压条件下不同温度时的密度为:
T(℃) | 200 | 600 | 800 |
ρ(g/L) | 6.881 | 2.650 | 1.517 |
气体摩尔体积(L/mol) | 38.8 | 71.6 | 88.0 |
则 600℃时无水H存在形式的分子式为 。