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)
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)正=v(H2)逆
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___________ 。
(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≡O | H-H | C-H | C-O | H-O |
E/(kJ/mol) | 1076 | 436 | 414 | 364 | 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
②恒压容器中,能说明该反应已经达到平衡状态的是
A.v(CO)正=v(H2)逆
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
20-21高二上·江苏南通·期中
类题推荐
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____________ 。
(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_____
(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甲(CH3OCH3)___________ φ乙(CH3OCH3)(填“>”、“<”、“=”),反应达到平衡所需要的时间大小关系为t甲___________ t乙(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=__________ 。
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=
化学键 | H-H | C-O | C-H | H-O | C=O |
E(kJ/mol) | 436 | 351 | 413 | 462 | 745 |
(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正(CO2)=3v逆(H2) |
(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.
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正、k逆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正随温度T变化关系的直线是_____ ,表示lgk逆随温度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)。
(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=
化学键 | C—H | C—O | H—O | H—H | C≡O |
键能/kJ·mol-1 | 406 | 351 | 465 | 436 | a |
(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
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
(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
(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 |
甲醇是重要的工业原料。
(1)已知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ•mol-1。T℃下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入2molCO2(g)和6molH2(g),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图。
①T℃时,计算该反应的平衡常数为_______ (结果保留3位有效数字)。
②若保持温度和容器体积不变,13min时,向容器中充入1molCO2(g)和1molH2O(g),此时,该反应的v正_______ v逆(填“>”、“<”或=)。
③已知下列物质总键能(1mol物质所含化学键的键能之和)的数据如表,由此可计算表中a=_______ 。
(2)已知:(Ⅰ)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ•mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1kJ•mol-1
(Ⅲ)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H3
①△H3=_______ kJ/mol。
②在一定温度下,已知反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K3=________ (用K1、K2表示)。
(1)已知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ•mol-1。T℃下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入2molCO2(g)和6molH2(g),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图。
①T℃时,计算该反应的平衡常数为
②若保持温度和容器体积不变,13min时,向容器中充入1molCO2(g)和1molH2O(g),此时,该反应的v正
③已知下列物质总键能(1mol物质所含化学键的键能之和)的数据如表,由此可计算表中a=
物质 | CO2 | H2 | CH3OH | H2O |
总键能/kJ•mol | 1620 | a | 2047 | 930 |
(Ⅱ)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1kJ•mol-1
(Ⅲ)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H3
①△H3=
②在一定温度下,已知反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K3=
组卷网是一个信息分享及获取的平台,不能确保所有知识产权权属清晰,如您发现相关试题侵犯您的合法权益,请联系组卷网