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甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景,CO2 加氢合成甲醇...

甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景,CO2 加氢合成甲醇是合理利用CO2 的有效途径,由CO2 制备甲醇过程可能涉及反应如下:

反应Ⅰ:CO2 (g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  H1=-49.58kJ/mol

反应Ⅱ:CO2 (g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)  H2

 反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H3=-90.77kJ/mol

回答下列问题:

(1)反应Ⅱ的H2=______ ,反应 I自发进行条件是 ______(较低温较高温任何温度”)

(2)在一定条件下3 L恒容密闭容器中,充入一定量的H2CO2仅发生反应Ⅰ,实验测得反应物在不同起始投入量下,反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线,如图1所示。

H2CO2的起始的投入量以AB两种方式投入

An(H2)=3 moln(CO2)=1.5 mol   Bn(H2)=3 moln(CO2)=2 mol

曲线 I代表哪种投入方式______(AB表示)

②在温度为500K的条件下,按照A方式充入3 mol H21.5 mol CO2,该反应10 min时达到平衡:

a.此温度下的平衡常数为______500K时,若在此容器中开始充入0.3 mol H20.9 mol CO20.6 mol CH3OHx mol H2O,若使反应在开始时正向进行,则x应满足的条件是 ______

b.在此条件下,系统中CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示,当反应时间达到3 min时,迅速将体系温度升至600 K,请在图2中画出310 min内容器中CH3OH浓度的变化趋势曲线__________

(3)化物燃料电池是一种新型的燃料电池,它是以固体氧化锆氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过,该电池的工作原理如图3所示,其中多孔电极均不参与电极反应,图3是甲醇燃料电池的模型。

①写出该燃料电池的负极反应式 ______

②如果用该电池作为电解装置,当有16 g甲醇发生反应时,则理论上提供的电量最多为 ______(法拉第常数为9.65×104C/mol)

 

+41.19 kJ/mol 较低温 A 450 0
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考点分析:
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煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。已知:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:下列叙述正确的是

温度/℃

400

500

830

1000

平衡常数K

10

9

1

0.6

 

 

A. 该反应的正反应是吸热反应

B. 该反应达到平衡后,保持容器休积不变升高温度,正反应速率不变,容器内混合气体的压强不变

C. 830℃时,在恒容反应器中按物质的量比n(CO):n(H2O):n(H2):n(CO2)=2:4:6:1投入反应混合物发生上述反应,初始时刻v<v

D. 830℃时,在2L的密闭容器中加入4molCO(g)6molH2O(g)达到平衡时,CO的转化率是60%

 

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300 mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如表:

温度/

25

80

230

平衡常数

5×104

2

1.9×105

 

 

下列说法不正确的是(  )

A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应

B.25 ℃时,反应Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g)的平衡常数为2×105

C.80 ℃时,测得某时刻,Ni(CO)4CO浓度均为0.5 mol·L1,则此时v>v

D.80 ℃达到平衡时,测得n(CO)0.3 mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L1

 

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1000 K时,反应C(s)+2H2 (g)CH4(g)K =8.28×107,当H2CH4气体物质的量浓度分别为0.7 mol·L1 0.2 mol·L1 时,上述反应

A.正向移动 B.逆向移动 C.达到平衡 D.不一定

 

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 定条件下存在反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)  H>0,向甲、乙、丙三个恒容容器中加入一定量的初始物质,各容器中温度、反应物的起始量如表,反应过程中CO的物质的量浓度随时间变化如图所示:

容器

容积/L

1

1

V

温度/

T1

T2

T1

起始量

2 molC(s)2 mol H2O(g)

2 mol CO(g)2 mol H2(g)

6 molC(s) 4mol H2O(g)

 

 

 

下列说法正确的是(   )

A.甲容器中,05 min内的平均反应速率v(CO)=0.1 mol/(L·min)

B.乙容器中,若平衡时n(C)=0.56 mol,则T2>T1

C.温度为T1时,反应的平衡常数为K=9

D.丙容器的容积V=0.8 L

 

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在可逆反应2SO2+O2⇌2SO3的平衡状态下,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2,下列说法正确的是(K为平衡常数,QC为浓度商)

A.QC不变,K变大,O2转化率增大

B.QC不变,K变大,SO2转化率增大

C.QC变小,K不变,O2转化率减小

D.QC增大,K不变,SO2转化率增大

 

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试题属性
  • 题型:综合题
  • 难度:中等

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