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填空题 (共10分)甲醇合成反应及其能量变化如图所示:

(1)写出合成甲醇的热化学方程式________________________________。
实验室在1 L的密闭容器中进行模拟合成实验。将1 mol CO和2 mol H2通入容器中,分别恒温在300 ℃和500 ℃反应,每隔一段时间测得容器内CH3OH的浓度如下表所示:
时间浓度(mol/L)温度
| 10 min
| 20 min
| 30 min
| 40 min
| 50 min
| 60 min
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300 ℃
| 0.40
| 0.60
| 0.75
| 0.84
| 0.90
| 0.90
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500 ℃
| 0.60
| 0.75
| 0.78
| 0.80
| 0.80
| 0.80
(2)在300 ℃反应开始10 min内,H2的平均反应速率为v(H2)=________。 (3)在500 ℃达到平衡时,平衡常数K=________。 (4)在另一体积不变的密闭容器中,充入1.2 mol CO和2.0 mol H2,一定条件下达到平衡,测得容器中压强为起始压强的一半。计算该条件下H2的转化率为________。 (5)铜基催化剂具有活性高、选择性好和条件温和的特点,已广泛地使用于CO/CO2的加氢合成甲醇。该反应中a的大小对反应热ΔH有无影响,___________________________。
填空题 (共10分)甲醇合成反应及其能量变化如图所示:
 (1)写出合成甲醇的热化学方程式________________________________。 实验室在1 L的密闭容器中进行模拟合成实验。将1 mol CO和2 mol H2通入容器中,分别恒温在300 ℃和500 ℃反应,每隔一段时间测得容器内CH3OH的浓度如下表所示:
时间浓度(mol/L)温度
| 10 min
| 20 min
| 30 min
| 40 min
| 50 min
| 60 min
| 300 ℃
| 0.40
| 0.60
| 0.75
| 0.84
| 0.90
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| 500 ℃
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| 0.75
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(2)在300 ℃反应开始10 min内,H2的平均反应速率为v(H2)=________。 (3)在500 ℃达到平衡时,平衡常数K=________。 (4)在另一体积不变的密闭容器中,充入1.2 mol CO和2.0 mol H2,一定条件下达到平衡,测得容器中压强为起始压强的一半。计算该条件下H2的转化率为________。 (5)铜基催化剂具有活性高、选择性好和条件温和的特点,已广泛地使用于CO/CO2的加氢合成甲醇。该反应中a的大小对反应热ΔH有无影响,___________________________。
本题答案:(每空2分,共10分) (1)CO(g)+2H2(g) 本题解析:(1)根据图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此是放热反应,反应热ΔH=-(b-a) kJ·mol-1,所以热化学方程式是CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)?ΔH=-(b-a) kJ·mol-1。 (2)10min时甲醇的浓度是0.4mol/,所以根据化学方程式可知,消耗氢气是0.8mol/L,则氢气的反应速率是0.8mol/L÷10min=0.08 mol/(L·min) 。 (3)在500 ℃达到平衡时,甲醇的物质的量浓度是0.8mol/L,所以消耗CO和氢气分别是0.8mol/L和1.6mol/L,则 平衡时氢气和CO的浓度分别是0.4mol/L和0.2mol/L,则该温度下反应的平衡常数是 。 (4)??????????????CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) 起始量(mol)??????? 1.2???? 2??????? 0 转化量(mol)??????? x?????? 2x?????? x 平衡量(mol)???? 1.2-x??? 2-2x???? x 则1.2-x+2-2x+x=3.2÷2 解得2x=1.6mol 所以氢气的转化率是2x÷2=0.8,即80%。 (5)反应热只与反应物和生成物能量的相对大小有关系,和其余条件都是无关系的。
本题所属考点:【反应速率与平衡的有关计算】 本题难易程度:【一般】
One loses time seeking for words; one kiss brings understanding. 寻找言辞徒费时光,一吻即可得理解. |
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