摘要:8.0.826

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(2010?南通模拟)利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2,再用于有机合成是目前工业生产的重要途径.回答下列问题:
(1)甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为:CH4+H2O═CO+3H2.部分物质的燃烧热数据如下表:
物  质 燃烧热(kJ?mol-1
H2(g) -285.8
CO(g) -283.0
CH4(g) -890.3
已知1mol H2O (g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0kJ热量.则CH4和水蒸气在高温下反应生成1mol H2的反应热为
+68.7kJ/mol
+68.7kJ/mol

(2)用CO和H2在一定条件下合成甲醇:CO+2H2?CH3OH.工业上采用稍高的压强(5MPa)和250℃,其可能原因是
从平衡常数与温度的变化关系可知该反应为放热反应,温度低,甲醇的产率高,但反应速率慢,经济效益低;又因为该反应是气体体积缩小的反应,采用稍高的压强有利于提高原料气的转化率
从平衡常数与温度的变化关系可知该反应为放热反应,温度低,甲醇的产率高,但反应速率慢,经济效益低;又因为该反应是气体体积缩小的反应,采用稍高的压强有利于提高原料气的转化率

反应温度/℃ 平衡常数 反应温度/℃ 平衡常数
0 667.30 200 1.909×10-2
100 12.92 300 2.42×10-4
(3)1,3-丙二醇是重要的化工原料,用乙烯合成1,3-丙二醇的路线如下:
CH2=CH2HOCH2CH2CHO HOCH2CH2CH2OH
某化工厂已购得乙烯11.2t,考虑到原料的充分利用,反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得:
C+H2O
 高温 
.
 
 CO+H2     CH4+H2
 高温 
.
 
CO+3H2
假设在生产过程中,反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%.且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%,计算至少需要焦炭、甲烷各多少吨,才能满足生产需要?
需要焦炭3.0 t、甲烷4.0 t
需要焦炭3.0 t、甲烷4.0 t
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(2008?开封一模)t℃时,将2mol N2和1mol H2通入体积为2L的恒温容密闭容器中,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H<0.2min后反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2mol.请填写下列空白:
(1)从反应开始至达到化学平衡,生成NH3的平均反应速率为
0.05mol/(L?min)
0.05mol/(L?min)
;平衡时N2转化率为
5%
5%

(2)下列叙述能证明该反应已经达到化学平衡状态的是(填标号,下同)
ABE
ABE

A.容器内压强不再发生变化
B.H2的体积分数不再发生变化
C.容器内气体原子总数不再发生变化
D.相同时间内消耗n mol N2的同时消耗3n mol H2
E.相同时间内消耗n mol N2的同时消耗2n mol NH3
F.容器内气体的密度不再发生变化
(3)反应达平衡后,以下操作将引起平衡向正反应方向移动,并能提高N2转化率的是:
BD
BD

A.向容器中通入少量N2
B.向容器中通入少量H2
C.使用催化剂
D.降低温度
E.向容器中通入少量氦气(已知氦气和N2、H2、NH3都不发生反应)
(4)维持上述恒温恒容条件步变,若起始加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3,反应向逆方向进行,平衡时NH3的物质的量仍然为0.2mol,则c的取值范围是
0.2<C≤
2
3
0.2<C≤
2
3

(5)保持温度不变,使体积缩小为原来的一半,则N2的体积分数
增大
增大
(填“增大”“减小”或“不变”).请通过计算证明你的结论.
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
原平衡 1.9 0.7 0.2
转化x3x2x
新平衡 1.9-x 0.7-3x 0.2+2x
W(N2后)-W(N2前)=
1.9-x
2.8-2x
-
1.9
2.8
=
x
28(2.8-2x)
,因x≤0.35,所以
x
28(2.8-2x)
>O
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
原平衡 1.9 0.7 0.2
转化x3x2x
新平衡 1.9-x 0.7-3x 0.2+2x
W(N2后)-W(N2前)=
1.9-x
2.8-2x
-
1.9
2.8
=
x
28(2.8-2x)
,因x≤0.35,所以
x
28(2.8-2x)
>O
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