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填空题 (10分)甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般可采用下列反应合成甲醇:
CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) 160; ΔH
①下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度
| 250℃
| 300℃
| 350℃
|
K
| 2.04
| 0.25
| 0.012
|
由表中数据判断ΔH 0 (填“>”、“=”或“<”)。
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,5min该反应达到平衡,测得c(CO)= 0.2 mol/L,则用H2表示的5min内该反应的反应速率为 ,此时的温度为 (从上表中选择)。
③300℃时,向2L的密闭容器中投入CH3OH(g)发生反应I,达平衡时CH3OH(g)的分解率是50%,求起始投入CH3OH(g)的物质的量 mol。
(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。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
填空题 (10分)甲醇是一种可再生能源,具有 广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般可采用下列反应合成甲醇:
CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) ΔH
①下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度
| 250℃
| 300℃
| 350℃
|
K
| 2.04
| 0.25
| 0.012
|
由表中数据判断ΔH 0 (填“>”、“=”或“<”)。
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,5min该反应达到平衡,测得c(CO)= 0.2 mol/L,则用H2表示的5min内该反应的反应速率为 ,此时的温度为 (从上表中选择)。
③300℃时,向2L的密闭容器中投入CH3OH(g)发生反应I,达平衡时CH3OH(g)的分解率是50%,求起始投入CH3OH(g)的物质的量 mol。
(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。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
本题答案:22.(1)①<;②0.32mol·L-1·min-1
本题解析:
试题分析:(1)①对于放热反应,温度越高,K越小,对于吸热反应,温度越高,K越大,所以ΔH < 0;
②设一氧化碳的变化量为x,则 CO(g)+ 2H2(g)?CH3OH(g)
初始浓度(mol/L) 1 3 0
变化浓度(mol/L) x=0.8 1.6 0.8
平衡浓度(mol/L) 0.2 2.4 0.8 则V(H2)=1.6/5=0.32mol·L-1·min-1,
K=0.8/(0.2X2.4X2.4)=2.04,所以此时的温度为250℃
③根据 CO(g)+ 2H2(g)?CH3OH(g)
初始浓度(mol/L) 0 0 C
变化浓度(mol/L) 0.5C C 0.5C
平衡浓度(mol/L) 0.5C C 0.5C
K="0.25=0.5C/0.5CxCxC" 解得C=2,则起始投入CH3OH(g)的物质的量为4mol。
(2)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2<0;若容器容积不变,可增加甲醇产率的条件分析:A、升高温度平衡逆向进行,甲醇产率减小,A不符合;B、将CH3OH(g)从体系中分离,平衡正向进行,甲醇产增大,B符合;C、充入He,使体系总压强增大,分压不变,平衡不动,C不符合;D、按原比例再充入 CO和 H2,相当于增大体系压强,平衡向气体体积减小的方向进行,即正向进行,甲醇产率增大,D符合;选BD。
考点:考查化学平衡常数与反应热的关系;化学平衡的计算,影响平衡移动的因素等知识。
本题所属考点:【化学平衡】
本题难易程度:【困难】
Kill two birds with one stone. 一石二鸟. /一箭双雕. / 一举两得.