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工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度...

工业上可利用COCO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下所示:

化学反应

平衡

常数

温度/

500

700

800

2H2(g)CO(g) 满分5 manfen5.comCH3OH(g)

K1

2.5

0.34

0.15

H2(g)CO2(g) 满分5 manfen5.comH2O(g)CO(g)

K2

1.0

1.70

2.52

3H2(g)CO2(g) 满分5 manfen5.comCH3OH(g)H2O(g)

K3

 

 

 

 

请回答下列问题:

(1)反应________(吸热放热”)反应。

(2)据反应可推导出K1K2K3之间的关系,则K3__________(K1K2表示)

(3)500 ℃时测得反应在某时刻,H2(g)CO2(g)CH3OH(g)H2O(g)的浓度(mol·L1)分别为0.80.10.30.15,则此时v________v(”)

(4)反应按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。下列说法正确的是__________(填序号)

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A.温度:T1T2T3

B.正反应速率:v(a)v(c)v(b)v(d)

C.平衡常数:K(a)K(c)K(b)K(d)

D.平均摩尔质量:M(a)M(c)M(b)M(d)

 

(1)吸热 (2)K1·K2 (3)> (4)CD 【解析】(1)由表中数据知,温度越高,平衡常数越大,所以反应②为吸热反应。 (2) (4)根据反应①中温度与K的关系,可推断该反应为放热反应,升温,平衡左移,CO的转化率减小,所以T3>T2>T1,A错误;反应速率v(c)>v(a),v(b)>v(d),B错误;温度越高,平衡常数越小,压强对平衡常数无影响,所以K(a)>K(c),K(b)=K(d);升温,平衡左移,平均摩尔质量减小,加压,平衡右移,平均摩尔质量增大,所以M(a)>M(c),M(b)>M(d)。  
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考点分析:
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煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用 煤生产水煤气,而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH3OH

(1)已知:CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g) ΔH1

2CO(g)O2(g)=2CO2(g) ΔH2

2H2(g)O2(g)=2H2O(g) ΔH3

则反应CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)ΔH______

(2)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

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T1T2温度下的平衡常数大小关系是K1________K2(”)

CO合成甲醇时,CO250 ℃300 ℃350 ℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如下图所示,则曲线c所表示的温度为________ ℃。实际生产条件控制在250 ℃1.3×104 kPa左右,选择此压强的理由是____________

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以下有关该反应的说法正确的是________(填序号)

A.恒温、恒容条件下,若容器内的压强不发生变化,则可逆反应达到平衡

B.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时,可逆反应达到平衡

C.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率

D.某温度下,将2 mol CO6 mol H2充入2 L密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)0.2 mol·L1,则CO的转化率为80%

(3)一定温度下,向2 L固定体积的密闭容器中加入1 mol CH3OH(g),发生反应:CH3OH(g) 满分5 manfen5.comCO(g)2H2(g)H2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

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02 min内的平均反应速率v(CH3OH)__________。该温度下,反应CO(g)2H2(g) 满分5 manfen5.comCH3OH(g)的平衡常数K__________。相同温度下,若开始时加入CH3OH(g)的物质的量是原来的2倍,则__________(填序号)是原来的2倍。

A.平衡常数                      BCH3OH的平衡浓度

C.达到平衡的时间                    D.平衡时气体的密度

 

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工业上采用乙苯与CO2脱氢生产重要化工原料苯乙烯

满分5 manfen5.com(g)+CO2(g)满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com(g)+CO(g)+H2O(g)ΔH=-166 kJ·mol-1

(1)①乙苯与CO2反应的平衡常数表达式为:K=   

若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是    (填代号) 

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(2)3 L密闭容器内,乙苯与CO2的反应在三种不同的条件下进行实验,乙苯、CO2的起始浓度分别为1.0 mol·L-13.0 mol·L-1,其中实验T1℃,0.3 MPa,而实验III分别改变了实验其他条件;乙苯的浓度随时间的变化如图1所示。

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12

实验乙苯在0~50 min时的反应速率为     

实验可能改变的条件是       

2是实验中苯乙烯体积分数V%随时间t的变化曲线,请在图2中补画实验III中苯乙烯体积分数V%随时间t的变化曲线。

(3)若实验中将乙苯的起始浓度改为1.2 mol·L-1,其他条件不变,乙苯的转化率将    (增大”“减小不变”),计算此时平衡常数为    

 

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在一定条件下的恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)3H2(g) 满分5 manfen5.comCH3OH(g)H2O(g),图1表示反应过程中能量的变化,图2表示反应过程中物质浓度的变化。下列有关说法正确的是

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A.该反应的焓变和熵变:ΔH0ΔS0

B.温度降低,该反应的平衡常数K增大

C.升高温度,n(CH3OH)/n(CO2)增大

D.从反应开始到平衡,用氢气表示的平均反应速率为2.25 mol/(L·min)

 

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在一个固定容积的密闭容器中,保持一定温度进行如下反应:H2(g)Br2(g) 满分5 manfen5.com2HBr(g),已知加入1 mol H22 mol Br2达到平衡后,生成了a mol HBr。在相同条件下,若起始时加入的H2Br2HBr分别为x moly molz mol(均不为0)且保持平衡时,各组分百分含量都不变。以下推断中一定正确的是

xyz应满足的关系为:4xz=2y

达到平衡时HBr的物质的量为(x+y+z)/3 amol

达到平衡时HBr的物质的量为a mol

xyz应满足的关系为xy=z  

A.①②                 B.②③                 C.③④                 D.①②③

 

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在一恒定的容器中充入2molA1molB发生反应:2A(g)+ B(g)满分5 manfen5.com xC(g),达到平衡后,C的体积分数为ω%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A0.6molB0.3molC1.4mol充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为ω%,则x值为

A、只能为2       B、只能为3

C、可能是2,也可能是3  D、无法确定

 

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