解答题-原理综合题 较难0.4 引用4 组卷1117
甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)……Ⅰ
CH4的转化率与温度、压强的关系如图。
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为_______ 。
②图中的P1_______ P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为_______ 。
③在其它条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ……Ⅱ
④该反应的△H_______ 0,△S_______ 0(填“<”、“>”或“=”)。
⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是_______ 。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入1mol CO和3mol H2
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据_______ 。
B.根据反应Ⅱ的特点,在给出的坐标图中,画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强_______ 。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)
CH4的转化率与温度、压强的关系如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/24/f676f84a-a0ff-4c62-b000-104c69198985.png?resizew=178)
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为
②图中的P1
③在其它条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)
④该反应的△H
⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入1mol CO和3mol H2
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
实验编号 | T(℃) | n (CO)/n(H2) | P(MPa) |
ⅰ | 150 | 1/3 | 0.1 |
ⅱ | 5 | ||
ⅲ | 350 | 5 |
B.根据反应Ⅱ的特点,在给出的坐标图中,画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强
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甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:
CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)……Ⅰ。CH4 的转化率与温度、压强的关系如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/9/4/2025331602022400/2028029030268928/STEM/14c894d375be4756ac881b7cb4a067bf.png?resizew=151)
①已知100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为_______ 。
②图中的p1________ p2(填“<”“>”或“=”)。
③该反应的ΔH________ 0(填“<”“>”或“=”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下,a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH<0……Ⅱ。
①若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是________ 。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H2
②为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
A.则上表中剩余的实验条件数据:a=________ ,b=________ 。
B.根据反应Ⅱ的特点,如图是在压强分别为0.1 MPa和5 MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强px=________ MPa。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/9/4/2025331602022400/2028029030268928/STEM/b9bb9944e75c4d4c9495a5245d9825f6.png?resizew=121)
(3)以甲醇作为燃料制成的燃料电池结构示意图如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/9/4/2025331602022400/2028029030268928/STEM/123388fde81c4305ae81845a10e394cb.png?resizew=147)
关于该电池的叙述正确的是________ 。
A.当电池反应消耗了1 mol甲醇时,溶液中转移了12NA个e-
B.电池的负极反应为CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+
C.放电过程中,H+从正极区向负极区迁移
D.在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体22.4/3 L
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:
CH4(g)+H2O(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/9/4/2025331602022400/null/STEM/e16acfd19cbf4acd81c1f7bcd0da1a1c.png?resizew=33)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/9/4/2025331602022400/2028029030268928/STEM/14c894d375be4756ac881b7cb4a067bf.png?resizew=151)
①已知100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为
②图中的p1
③该反应的ΔH
(2)在压强为0.1 MPa条件下,a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:
CO(g)+2H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/9/4/2025331602022400/null/STEM/e16acfd19cbf4acd81c1f7bcd0da1a1c.png?resizew=33)
①若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H2
②为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
实验编号 | T(℃) | n(CO)/n(H2) | p(MPa) |
1 | 150 | 1/3 | 0.1 |
2 | a | 1/3 | 5 |
3 | 350 | b | 5 |
A.则上表中剩余的实验条件数据:a=
B.根据反应Ⅱ的特点,如图是在压强分别为0.1 MPa和5 MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强px=
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/9/4/2025331602022400/2028029030268928/STEM/b9bb9944e75c4d4c9495a5245d9825f6.png?resizew=121)
(3)以甲醇作为燃料制成的燃料电池结构示意图如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/9/4/2025331602022400/2028029030268928/STEM/123388fde81c4305ae81845a10e394cb.png?resizew=147)
关于该电池的叙述正确的是
A.当电池反应消耗了1 mol甲醇时,溶液中转移了12NA个e-
B.电池的负极反应为CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+
C.放电过程中,H+从正极区向负极区迁移
D.在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体22.4/3 L
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