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(12分)合成气的主要成分是一氧化碳和氢气,可用于合成二甲醚等清洁燃料。从天然气获得合成气过程中可能发生的反应有:
①CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) ⊿H1="+206.1" kJ/mol
②CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) ⊿H2="+247.3" kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+ H2(g) ⊿H3
请回答下列问题:
(1)在一密闭容器中进行反应①,测得
的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示。10min时,改变的外界条件可能是 。![]()
(2)如图2所示,在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的
和
,使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应②,并维持反应过程中温度不变。已知甲容器中
的转化率随时间变化的图像如图3所示,请在图3中画出乙容器中
的转化率随时间变化的图像。![]()
(3)反应③中
。800℃时,反应③的化学平衡常数K=1.0,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表:![]()
此时反应③中正、逆反应速率的关系式是 (填代号)。
a.
(正)
(逆) b.
(正)<
(逆) c.
(正)=
(逆) d.无法判断
(4)800K时下列起始体积相同的密闭容器中充入2mol SO2、1mol O2,其反应是2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g);△H=-96.56 kJ?mol-1,甲容器在反应过程中保持压强不变,乙容器保持体积不变,丙容器维持绝热,三容器各自建立化学平衡。![]()
【1】达到平衡时,平衡常数K (甲) K (乙) K(丙)(填“>”、“<”或“=”)。
【2】达到平衡时SO2的浓度C(SO2)(甲) C(SO2) (乙) C(SO2) (丙)(填“>”、“<”或“=”)。
①CH4(g)+H2O(g)
②CH4(g)+CO2(g)
③CO(g)+H2O(g)
请回答下列问题:
(1)在一密闭容器中进行反应①,测得
(2)如图2所示,在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的
(3)反应③中
此时反应③中正、逆反应速率的关系式是 (填代号)。
a.
(4)800K时下列起始体积相同的密闭容器中充入2mol SO2、1mol O2,其反应是2SO2(g)+O2(g)
【1】达到平衡时,平衡常数K (甲) K (乙) K(丙)(填“>”、“<”或“=”)。
【2】达到平衡时SO2的浓度C(SO2)(甲) C(SO2) (乙) C(SO2) (丙)(填“>”、“<”或“=”)。
甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
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(1)工业上一般采用如下反应合成甲醇:
CO(g)+2H2(g) CH2O
H(g)△H= xkJ/mo①右图是反应时CO和CH3 0H的浓度随时间的变化情况。从反应开始到平衡,用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)=__ __。
②下表所列数据是该反应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x 0(填“<”、“<”填“=”)
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,则CO的转化率为____。
(2)已知在常温常压下
①2CH3OH(1)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g) △H=—1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)△H=—566.0kJ/mol
③H2O(g) H2O(1)
△H=—44.0kJ/mol
请计算1mol甲醇不完全燃烧生成lmolCO和液态水放出的热量为____。
(3)利用甲醇燃料电池设计如右图所示的装置:
则该装置中b为____极;Cu极的电极反应式为____。
当铜片的质量变化为25.6g时,a极上消耗的O2在标准状况下的体积为_ __L。
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(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反应II:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2
下表所列数据是反应Ⅱ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 |
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离 C.使用合适的催化剂
D.充入He,使体系总压强增大 E.按原比例再充入 CO和 H2
③某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的恒容密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol?L-1,则CO的转化率为
④恒温下,1mol CO和nmol H2在一个容积可变的密闭容器中反应达到平衡后,生成a molCH3OH.若起始时放入3molCO+3nmolH2,则达平衡时生成CH3OH
(2)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的原电池装置.
①该电池工作时,OH-向
②该电池正极的电极反应式为
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反应II:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2
下表所列数据是反应Ⅱ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 |
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是______,
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离 C.使用合适的催化剂
D.充入He,使体系总压强增大 E.按原比例再充入 CO和 H2
③某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的恒容密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol?L-1,则CO的转化率为______,此时的温度为______(从上表中选择);
④恒温下,1mol CO和nmol H2在一个容积可变的密闭容器中反应达到平衡后,生成a molCH3OH.若起始时放入3molCO+3nmolH2,则达平衡时生成CH3OH______mol.
(2)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的原电池装置.
①该电池工作时,OH-向______极移动(填“正”或“负”),
②该电池正极的电极反应式为______.