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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷45
CO2的转化一直是全球研究的热点,其中将CO2和H2合成甲醇及二甲醚具备相对成熟的技术。工业生产中,有以下相关反应(热效应都是在25 ℃,1.01105Pa下测定):
①CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l)   ΔH =-49.01 kJ·mol-1
②2CH3OH(l)CH3OCH3(g) + H2O(l)   ΔH =-24.52 kJ·mol-1
③CO(g) + H2O(l)CO2(g) + H2(g)   ΔH = -41.17 kJ·mol-1
(1)工业上用CO2和H2合成二甲醚的热化学方程式为_______
(2)反应①的平衡常数表达式K=_______
(3)在一常温恒容的密闭容器中,放入一定量的甲醇发生如②式化学反应并建立平衡,以下说法正确并可以作为该反应达到平衡状态的判断依据的是_______(填字母)。
A.容器内气体相对分子质量保持不变                           B. 容器内气体压强不变
C.相同时间内消耗甲醇的量是消耗二甲醚的两倍          D.甲醇和二甲醚物质的量相等
(4)在三个体积相同的密闭容器中加入相同物质的量的CO和H2O,在不同温度下发生反应③,经过相同时间后测得容器中的CO物质的量与温度的关系如图:

I.A、C两点的速率大小v(A)_______(填“大于”“小于”“等于”或“无 法判断”)v(C)。
II.请解释曲线中CO的物质的量先减小后增大的原因_______
18-19高二上·湖北随州·期中
知识点:盖斯定律及其有关计算化学平衡状态本质及特征化学平衡状态的判断方法化学平衡常数的概念及表达方式 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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Ⅰ.CO2的转化一直是全球研究的热点,其中将CO2和H2合成甲醇及二甲醚 (CH3OCH3)具备相对成熟的技术。工业生产中,有以下相关反应
①CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l)     H < 0
②2 CH3OH(l) CH3OCH3(g) + H2O(l)     H < 0
③CO(g) + H2O(l) CO2(g) + H2(g)       H < 0
(1)在一常温恒容的密闭容器中,放入一定量的甲醇如②式建立平衡,以下说法正确并可以作为该反应达到平衡状态的判断依据为________
A.容器内气体相对分子质量保持不变
B.容器内气体压强不变
C.相同时间内消耗甲醇的量是消耗二甲醚的两倍;
D.甲醇和二甲醚物质的量相等
(2)在三个体积相同的密闭容器A,B,C中加入相同物质的量的CO和H2O在不同温度下发生反应③,经过相同时间后测得容器中的CO物质的量与温度的关系如下图:

① A、B两点的速率大小v(A)___v(B)(填“大于”、“小于”、“等于”、“无法判断”)
② 请解释曲线中CO的物质的量先减小后增大的原因________________________
(3)一定量的CO2和H2在一密闭容器中发生反应①,下左图是容器内CO2的百分含量随着外界条件改变的变化曲线图,请补充完整。(t1时刻升温;t2时刻加催化剂)______

Ⅱ.SO2的尾气处理通常用电化学处理法
(4)①如上右图所示,Pt(Ⅱ)电极的反应式为__________________
②当电路中转移0.02mole时(较浓H2SO4尚未排出),交换膜左侧溶液中约增加_____mol离子。
甲醇是重要的化工原料,也可作燃料。工业上可用CO2和H2在一定条件下合成甲醇。回答下列问题。
(1)已知:CO 和 H2 的燃烧热分别为 283.0 kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1 ,水的汽化热为 44.0kJ·mol-1, 反应① CO+H2O=CO2+H2 是生成合成甲醇的原料气(CO2、H2)的重要反应,其热化学方程式为: CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)       ΔH =_____ kJ·mol-1
(2)某同学设计实验对反应①进行研究。将 1mol H2O(g)和 1mol CO 充入一个恒容密闭容器中,在催化剂和一定温度下达到化学平衡。如图是 CO 的平衡转化率(%)随温度变化的曲线,260℃时反应①的平衡常数 K=_______

(3)CO2和 H2在催化剂、一定温度下合成甲醇。图为在容积为 1L 的恒容密闭容器中,加入 3 molH2和 1molCO2时经过相同时间甲醇产率与反应温度的关系曲线:

曲线上 A 点_____(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,理由是_____,C 点甲醇的产率低于 B 点的原因可能是_____(填标号)。
A.反应活化能增大       B.催化剂活性低       C.副反应多       D.平衡常数变大       E.平衡逆向移动
(4)CO和 H2在一定条件下也可以合成甲醇。在容积为1L的恒容密闭容器中,加入 a molH2和2.0molCO,在催化剂和 260℃温度条件下发生反应:CO+2H2=CH3OH。图为甲醇的浓度与反应时间的关系曲线,tP 时的 v_____tQ 时的 v 逆(填大于、小于或等于),判断的依据是_____,达平衡时氢气的浓度为 1.0mol/L,则起始时加入的氢气的物质的量为_____mol。
二甲醚具有优良的燃烧性能,被称为21世纪的“清洁能源”。一步法合成二甲醚是以合成气(CO/H2)为原料,在一定温度、压强和催化剂作用下进行,反应器中发生了下列反应:



(1)①一种合成二甲醚的新方法为一定条件下:,该反应的ΔH=_______kJ/mol。
②在一定温度下、体积恒定的密闭容器中,下列不能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是_______(填标号)。
A.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B.容器内气体的密度不变
C.容器内气体的压强保持不变
D.单位时间内消耗2mol CO2,同时消耗1mol二甲醚
(2)CO2可制取CH3OH(g)和水蒸气。将1mol CO2和3mol H2充入0.5恒容密闭容器中,在两种不同催化剂作用下发生反应,相同时间内CO2的转化率随温度变化曲线如图所示。
①a点时v_______v(填“>”“<”或“=”);
②随温度的升高,CO2的转化率先增大后减小,理由是_______
③已知c点时容器内的压强为p,在T5温度下该反应的平衡常数Kp_______(用含p的关系式表示,Kp为分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。

(3)在某催化剂作用下,CO2和H2还能发生如下反应:,下图中所示为在体积为1L的恒容密闭容器中,通入1mol CO2和3mol H2时,测得的温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响。

①e、f两点平衡常数的大小关系为Ke_______Kf(填“>”或“<”);
②如果不用催化剂,其他条件不变,则250℃时CO2的平衡转化率位于_______点(填“e”“g”或“h”)。

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