试题详情
解答题-原理综合题 适中0.65 引用3 组卷137
诺贝尔化学奖获得者GeorgeA.Olah提出了“甲醇经济”的概念,他建议用甲醇来代替目前广泛使用的化石燃料。工业上用天然气为原料,分为两个阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.0 kJ·mol-1
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=-90.67 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)制备合成气反应中,平衡混合物中CO的体积分数与压强的关系如图1所示,判断T1和T2的大小关系:T1_______T2(填“<”或“=”),理由是_______

(2)工业生产中为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2,发生反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.17 kJ·mol-1,为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳的体积比为_______
(3)在体积不变的密闭容器中投入0.5 mol CO和1 mol H2,不同条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。实验测得平衡时H2的转化率随温度、压强的变化如图2所示。

①图2中X代表_______ (填“温度”或“压强”)。图3中正确表示该反应的平衡常数的负对数pK(pK=-lgK)与X的关系的曲线_______(填“AC”或“AB”)。

②若图2中M点对应的容器体积为5 L,此时容器的压强为b kPa,则N点的压强平衡常数Kp为_______
(4)为节约化石能源,用CO2代替CO作为制备甲醇的碳源正成为当前研究的焦点。
①二氧化碳加氢合成甲醇和水蒸气的热化学方程式为_______
②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料气中加入CO可以降低CO2与H2反应的活化能。在200~360℃、9MPa时,合成气初始组成H2、CO、CO2物质的量之比为7:2:1的条件下研究甲醇的合成反应(如图所示)。

CO2的平衡转化率随温度的升高先减小后增大,请分析可能的原因_______
23-24高三上·湖北恩施·阶段练习
知识点:盖斯定律与热化学方程式化学平衡图像分析温度对化学平衡移动的影响化学平衡常数的有关计算 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
类题推荐
诺贝尔化学奖获得者GeorgeA.Olah提出了“甲醇经济”的概念,他建议使用甲醇来代替目前广泛使用的化石燃料用作能源储存材料和燃料。
工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.0kJ·mol-1
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.67kJ·mol-1
(1)制备合成气:工业生产中为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2,发生的反应(iii):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.17kJ·mol-1,为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为_____
(2)为节约化石能源、减少碳排放,用CO2代替CO作为制备甲醇的碳源正成为当前研究的焦点。
①请写出二氧化碳加氢合成甲醇的热化学方程式_____
②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料气中加入一氧化碳可以降低CO2与H2反应的活化能。在200-360℃,9MPa时合成气初始组成H2、CO、CO2物质的量之比7:2:1的条件下研究甲醇的合成反应。如图所示,CO2的平衡转化率随温度升高先减小后增大,分析可能的原因是____

(3)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反应的热化学方程式为:CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g) ΔH=+29.1kJ·mol-1
科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:

根据图,分析工业上制取甲酸甲酯时,选择的合适条件为_____
(4)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH3OH为燃料,该电池工作原理见图。该反应负极电极反应式为_____
利用甲烷和水蒸气生成合成气(主要成分为CO和H2)在化学工业中有极为重要的地位。其热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.4 kJ·mol-1
(1)工业生产中为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2。利用合成气在催化剂作用下合成甲醇,可能发生的反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.67 kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1
为了使合成气生成甲醇的配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳的体积比为____
(2)CH4与CO2经过催化重整也可制得合成气,该反应的热化学方程式为____。在1.0 L密闭容器中充入1.0 mol CH4和1.0 mol CO2,在一定条件下发生上述反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。

①比较压强大小:P1____(填“>”、“<”或“=”)P3
②若要提高CH4的平衡转化率,可采取的措施有_______。(任写两条)
③若P4=2.0 MPa,则x点的平衡常数KP=____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)研究表明二氧化碳加氢可合成甲醇,其热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.47 kJ·mol-1二氧化碳合成甲醇的原料气中加入一氧化碳可以降低CO2与H2反应的活化能。在200~360℃、9 MPa时,合成气初始组成H2、CO、CO2的物质的量之比为7:2:1的条件下研究甲醇的合成反应。CO2的平衡转化率随温度的变化如图所示,其先减小的原因是____,后增大的原因是____
甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,其合成反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
(1)下表列出了一些化学键断裂需要的能量数据,则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=________
化学键H-HC-OCOH-OC-H
E(kJ·mol-1)4363431076465413

工业上用天然气为原料合成甲醇,分为两阶段。
I制备合成气:CH4+H2O(g)=CO+3H2
(2)为解决合成气中H2过量CO不足问题,原料气中添加CO2,发生反应CO2+H2=CO+H2O。为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为___
Ⅱ合成甲醇
实验室进行模拟合成实验。将1 molCO和2molH2通入密闭容器中,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示:

(3)比较T1、T2、T3的大小,并说明理由____
(4)平衡常数K(b)___K(d)、正反应速率v(a)___v(b)(均填“大于”“小于”或“等于”)。
(5)c点时反应的压强平衡常数Kp=___(kPa)-2(用数字表达式表示,Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(6)a点时,保持温度不变,将密闭容器的容积压缩刮原来的,对平衡体系产生的影响是______
A. c(H2)减少 B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH的物质的量增加 D.重新平衡时减小E. CH3OH的体积分数增加
(7)科研人员设计了一种新型甲醇燃料电池,其电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-,该电池工作时的负极电极反应式为________

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