請運用化學反應原理的相關知識研究碳及其化合物的性質。
(1)工業上可利用CO或CO2來制備清潔液體燃料甲醇。已知:800℃時,化學反應①、反應②對應的平衡常數分別為2.5、1.0。
反應①:2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)ΔH=-90.8kJ?mol-1
反應②:H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)△H=+41.2kJ?mol-1
寫出用CO2與H2反應制備甲醇的熱化學方程式:3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.6kJ/mol3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.6kJ/mol,800℃時該反應的化學平衡常數K的數值為 2.52.5。
(2)現將不同量的CO2(g)和H2(g)分別通入到容積為2L的恒容密閉容器中發生反應:H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g) ΔH=+41.2kJ?mol-1,得到如下二組數據:
實驗組 | 溫度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達到平衡所需時間/min | ||
CO2(g) | H2(g) | H2(g) | CO2(g) | |||
1 | 900 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 2 |
2 | 900 | a | b | c | d | t |
a>b
a>b
。若在900℃時,另做一組實驗,在此容器中加入10molCO2(g)、5molH2、2molCO、5molH2O(g),則此時v正>
>
v逆(填“<”、“>”或“=”)。(3)工業上可通過甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反應的熱化學方程式為CH3OH(g)+CO(g)?HCOOCH3(g) ΔH=-29.1kJ?mol-1,科研人員對該反應進行了研究,部分研究結果如圖:

①從反應壓強對甲醇轉化率的影響“效率”看,工業制取甲酸甲酯應選擇的壓強是
4.0×106Pa
4.0×106Pa
(填“3.5×106Pa”、“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)。②實際工業生產中采用的溫度是80℃,其理由是
高于80℃時,溫度對反應速率影響較小,且反應放熱,升高溫度時平衡逆向移動,轉化率降低
高于80℃時,溫度對反應速率影響較小,且反應放熱,升高溫度時平衡逆向移動,轉化率降低
。(4)科研人員設計了一種新型甲醇燃料電池,其電解質是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體,它在高溫下能傳導O2-,該電池工作時的負極反應式為
CH3OH-6e-+3O2-=CO2↑+2H2O
CH3OH-6e-+3O2-=CO2↑+2H2O
。【答案】3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.6kJ/mol;2.5;a>b;>;4.0×106Pa;高于80℃時,溫度對反應速率影響較小,且反應放熱,升高溫度時平衡逆向移動,轉化率降低;CH3OH-6e-+3O2-=CO2↑+2H2O
【解答】
【點評】
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發布:2024/6/27 10:35:59組卷:7引用:1難度:0.5
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(3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數值lgp與溫度的關系如圖所示。
①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發生反應2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
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(1)此時A的濃度c(A)=
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(3)x的值為發布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3