党的十八大报告中首次提出“美丽中国”的宏伟目标。节能减排是中国转型发展的必经之路,工业生产中联合生产是实现节能减排的重要措施,下图是几种工业生产的联合生产工艺:![]()
请回答下列问题:
(1)装置甲为电解池,根据图示转化关系可知:A为____________(填化学式),阴极反应式为____________。
(2)装置丙的反应物为Ti,而装置戊的生成物为Ti,这两个装置在该联合生产中并不矛盾,原因是_________________________________________________
装置戊进行反应时需要的环境为________(填字母序号)。
A.HCl气体氛围中 B.空气氛围中 C.氩气氛围中 D.水中
(3)装置乙中发生的是工业合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g) ΔH<0。
①该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)如下表:
| 温度/℃ | 250 | 350 |
| K | 2.041 | x |
符合表中的平衡常数x的数值是________(填字母序号)。
A.0 B.0.012 C.32.081 D.100
②若装置乙为容积固定的密闭容器,不同时间段各物质的浓度如下表:
| | c(CO) | c(H2) | c(CH3OH) |
| 0 min | 0.8 mol·L-1 | 1.6 mol·L-1 | 0 |
| 2 min | 0.6 mol·L-1 | y | 0.2 mol·L-1 |
| 4 min | 0.3 mol·L-1 | 0.6 mol·L-1 | 0.5 mol·L-1 |
| 6 min | 0.3 mol·L-1 | 0.6 mol·L-1 | 0.5 mol·L-1 |
反应从2 min到4 min之间,H2的平均反应速率为________。反应达到平衡时CO的转化率为________。反应在第2 min时改变了反应条件,改变的条件可能是________(填字母序号)。
A.使用催化剂 B.降低温度
C.增加H2的浓度
(4)装置己可以看作燃料电池,该燃料电池的负极反应式为____________ ________________________________________________。
将水煤气转化成合成气,然后合成各种油品和石化产品是化工的极为重要的领域。除去水蒸气后的水煤气主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4,继续除去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。
(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 。
②下列能增大碳的转化率的措施是 。
| A.加入C(s) | B.加入H2O(g) | C.升高温度 | D.增大压强 |
①X在750℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
②Y在600℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③Z在440℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
已知根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是 (填“X”、“Y”或“Z”),选择的理由是 。
已知CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)的平衡常数随温度变化如下表:
| t/℃ | 700 | 800 | 850 | 1 000 | 1 200 |
| K | 2.6 | 1.7 | 1.0 | 0.9 | 0.6 |
请回答下列问题:
(1)上述正向反应是________反应(选填“放热”或“吸热”)。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。(填编号)
A.容器中压强不变
B.c(CO2)=c(CO)
C.生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
D.混合气体的平均相对分子质量不变
E.混合气体的密度不变
(3)在850 ℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器中,其中向正反应方向进行的有________(选填A、B、C、D、E)。
| | A | B | C | D | E |
| n(CO2) | 3 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| n(H2) | 2 | 1 | 0 | 1 | 2 |
| n(CO) | 1 | 2 | 3 | 0.5 | 3 |
| n(H2O) | 5 | 2 | 3 | 2 | 1 |
(4)在850 ℃时,可逆反应:CO2(g)+H2(g)
| 时间 /min | CO2 (mol·L-1) | H2 (mol·L-1) | CO (mol·L-1) | H2O (mol·L-1) |
| 0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
| 2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
| 3 | c1 | c2 | c3 | c3 |
| 4 | c1 | c2 | c3 | c3 |
则3 min~4 min平衡后c3=________mol·L-1,CO2的转化率为________。