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(1)将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一.
已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ.mol-1
H2(g)+
CO(g)+
则C(s)与水蒸气反应制取CO和H2的热化学方程式为______.标准状况下,V( CO):V(H2)=1:l的水煤气22.4L,完全燃烧生成CO2和水蒸气,放出的热量为______.
(2)一定条件下,在容积为3L的密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),达平衡状态.根据图示回答:
①500℃时,从反应开始至达到平衡状态V(H2)=______(用nB、tB表示)
②KA 和KB的关系是:KA______KB,该反应的△H______0(填“>”、“=”或“<”).
③300℃达平衡时,将容器容积压缩到原来的
(3)室内煤气泄漏造成人体中毒,是因为CO吸入肺中与输氧血红蛋白(HbO2)发生反应:CO+HbO2?O2+HbCO,37℃时,K=220.当[HbCO]:[HbO2]≥0.02时,即吸入CO与O2物质的量浓度之比≥______时,人的智力会受损;把CO中毒的病人放入高压氧舱中解毒的原理是______.
(16分)以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ•mol-1,
①该反应在常温下 自发进行(填“能”与“不能”);
②恒温,在容积可变的密闭容器中,进行如上可逆反应。一段时间后,下列物理量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的有
Ⅰ混合气体的密度; Ⅱ容器内气体的压强;
Ⅲ混合气体的总物质的量; ⅣCO物质的量浓度
A.只有Ⅳ B.只有Ⅰ和Ⅳ C.只有Ⅱ和Ⅲ D.Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ
(2)水煤气再进一步反应可制取氢气。反应为H2O(g)+CO(g) H2(g)+CO2(g),某温度下该反应的平衡常数K= 4/9。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,只投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是 。
| 起始浓度 | 甲 | 乙 | 丙 |
| c(H2)/mol/L | 0.010 | 0.020 | 0.020 |
| c(CO2)/mol/L | 0.010 | 0.010 | 0.020 |
A.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012mol/L
D.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ,右图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ•mol—1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2反应
①下列措施中能使c (CH3OH)增大的是 。
A.升高温度
B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离出来
D.再充入1molCO2和3molH2
②在温度T1时,当反应达到平衡时,测得n(H2) =2.4 mol;其它条件不变,在温度T2时,当反应达到平衡时,测得n(CO2) =0.82 mol,则T2 T1。(填“>”、“<”或“=”),
(4)在一定条件下科学家从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇。CH3OH、H2的燃烧热分别为:△H=-725.5kJ/mol、△H=-285.8kJ/mol。
①写出工业上以CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式: ;
②该转化的积极意义是 ;
③有人提出,可以设计反应CO2=C+O2(△H>0、△S<0)来消除CO2对环境的影响。请你判断是否可行并说出理由:
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①CO(g)+
| 1 |
| 2 |
②H2(g)+
| 1 |
| 2 |
③CH3OH(g)+
| 3 |
| 2 |
④CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)
(1)反应④的△H=
(2)反应④中当CO(g)和H2(g) 起始浓度相同时,平衡常数K值越大,表明
a.反应物的转化率越高 b.反应进行得越完全
c.达到平衡时反应物的浓度越大 d.化学反应速率越快
(3)在一定条件下,反应④在一密闭容器中达到平衡.维持H2浓度和容器的温度不变,增大容器的体积,平衡将
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动
C.不移动 D.无法判断
(4)工业上用反应④低压合成甲醇,在230℃~270℃最为有利.为研究合成气最合适的起始组成比,分别在230℃、250℃和270℃进行实验,结果如右图.230℃的实验结果所对应的曲线是
①CO(g)+
| 1 |
| 2 |
②H2(g)+
| 1 |
| 2 |
③CH3OH(g)+
| 3 |
| 2 |
④CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)
(1)反应④的△H=______,△S______(填“>”“<”或“=”).
(2)在一定条件下,反应④在一密闭容器中达到平衡.维持H2浓度和容器的温度不变,增大容器的体积,平衡将______(填字母).
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动
C.不移动 D.无法判断
(3)工业上用反应④低压合成甲醇,在230℃~270℃最为有利.为研究合成气最合适的起始组成比,分别在230℃、250℃和270℃进行实验,结果如图.230℃的实验结果所对应的曲线是______(填字母);工业生产适宜采用的合成气组成比n(H2):n(CO)的范围应是______.(填字母)
A.1:1~1.5:1 B.2.2:1~3:1 C.3.5:1~4.5:1
(4)原料气中含有少量CO2对CO合成甲醇的转化率有一定影响.科学家为研究这一影响,在同一容器中分别进行以下5组实验.
| 组别 | 原料气中各组分的体积分数 | |||
| CO | CO2 | H2 | N2 | |
| 第1组 | 19.7 | 0.0 | 59.1 | 21.2 |
| 第2组 | 20.7 | 0.3 | 62.1 | 16.9 |
| 第3组 | 16.9 | 1.3 | 50.7 | 31.1 |
| 第4组 | 19.8 | 5.5 | 59.4 | 15.3 |
| 第5组 | 20.3 | 10.9 | 60.9 | 7.9 |