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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷105
甲醇是有机化学工业的基本原料,工业上以CO和H2为原料制取甲醇的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=-122 kJ/mol
(1)相关化学键的键能数据如下表:(CO的结构式为C≡O)
化学键C≡OH-HC-HC-OH-O
E/(kJ/mol)1076436414364x
由此计算x=___________
(2)向某密闭容器中充入一定量的CO和H2,测得逆反应速率随时间的变化如图甲所示。t1时改变的条件可能是___________

(3)T ℃时,向恒容和恒压两容器中均充入1 mol CO和2 mol H2,起始体积相同,测得恒容容器中c(CH3OH)随时间变化如图乙中曲线Ⅰ所示。
①恒压容器中c(CH3OH)随时间变化如曲线___________(填“Ⅱ”、“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
②恒压容器中,能说明该反应已经达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.v(CO)=v(H2)
B.容器内气体密度保持不变
C.n(CO)∶n(H2)∶n(CH3OH)=1∶2∶1
D.CO的体积分数保持不变
(4)向密闭容器中充入一定量的CO和H2,测得CO的平衡转化率与条件Y、投料比n( )的关系如图丙所示。条件Y是___________(填“温度”或“压强”),n1、n2、n3中最大的是___________
20-21高二上·江苏南通·期中
知识点:根据△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和进行计算化学反应速率的图像化学平衡状态的判断方法与转化率变化有关图像的分析 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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氢是主要的工业原料,也是最重要的工业气体和特种气体,用作合成氨、合成甲醇、合成盐酸的原料,石油炼制中加氢脱硫剂等。
Ⅰ.H2可与CO2生成甲醇和水,其反应过程如下:
反应I:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)
反应II:CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g)
(1)由下列表中化学键键能数据可知,反应I的H=____________kJ/mol。在某一密闭容器中发生反应I,H2的浓度随时间的变化曲线如图所示,前5分钟内CH3OCH3的平均反应速率约为__________。10min时,改变的条件可能是____________
化学键H-HC-OC-HH-OC=O
E(kJ/mol)436351413462745

(2)向某一密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2发生反应I,能说明反应I在恒温恒压条件下达到平衡的是_____
A.容器内混合气体的密度不再改变B.容器内混合气体的压强不再改变
C.反应物转化率的比值不再改变D.v(CO2)=3v(H2)
(3)相同温度下,如下图所示,在起始体积相同的甲、乙两个密闭容器中分别充入1mol CO2和3mol H2发生反应I,当两个反应均达到平衡时,两容器中CH3OCH3的百分含量大小关系为:φ(CH3OCH3)___________φ(CH3OCH3)(填“>”、“<”、“=”),反应达到平衡所需要的时间大小关系为t___________t(填“大于”、“小于”、“等于”)。

(4)①若Kp为用分压表示平衡常数,气体分压=气体物质的量分数×总压。则H2与CO2生成甲醇和水的总反应的平衡常数Kp的表达式为_____________________
②一定温度下,在起始压强为100 kPa下,将1mol CO2和3mol H2充入a L的恒容密闭容器中,发生反应Ⅰ和反应Ⅱ。达到平衡时,测得H2O和CH3OH的物质的量之比为2:1,H2的转化率为80%,则该温度下反应Ⅰ的平衡常数Kp的计算式=__________
以CO2和H2为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向。
(1)工业上常用CO2和H2为原料合成甲醇(CH3OH),过程中发生如下两个反应:
反应I: 
反应Ⅱ: 
①已知几种化学键的键能如下表所示,则a=_____kJ·mol-1.
化学键C—HC—OH—OH—HC≡O
键能/kJ·mol-1406351465436a
②若反应Ⅱ逆反应活化能,则该反应的正反应的活化能_____kJ·mol-1.
(2)向2L容器中充入1molCO2和2molH2,若只发生反应I,测得反应在不同压强下平衡混合物中甲醇体积分数随温度变化如图1所示,逆反应速率与容器中关系如图2所示:
①图1中P1_____P2(填“>”、“<”或“=”);
②图2中x点平衡体系时升温,反应重新达平衡状态时新平衡点可能是_____(填字母序号)。

(3)若反应Ⅱ的正、逆反应速率分别可表示为,k、k分别表示正逆反应速率常数,只与温度有关。则图3中所示的甲、乙、丙、丁四条直线中,表示lgk随温度T变化关系的直线是_____,表示lgk随温度T变化关系的直线是_____
(4)已知一定温度下按照起始比,在一密闭容器中进行反应:,保持总压为2.1MPa不变,达到平衡时CO的平衡转化率为50%,则该条件下用平衡体系中各气体分压表示的平衡常数_____MPa-2(保留2位有效数字)(各气体分压=平衡体系中各气体的体积分数×总压)。
(5) ,在四种不同容器中发生上述反应,若初始温度、压强和反应物用量均相同,则CO2的转化率最高的是_____(填字母)。
A.恒温恒容容器B.恒容绝热容器
C.恒压绝热容器D.恒温恒压容器

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