甲醇是一種可再生能源,由CO2制備甲醇的過程可能涉及的反應如下:

反應Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58 kJ•mol-1

反應Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2

反應Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.77 kJ•mol-1

回答下列問題:

(1)反應Ⅱ的△H2= ,若反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,則K2= (用K1、K3表示)。

(2)反應Ⅲ自發(fā)進行條件是 (填“較低溫度”、“較高溫度”或“任何溫度”)。

(3)在一定條件下2 L恒容密閉容器中充入3 mol H2和1.5 mol CO2,僅發(fā)生反應Ⅰ,實驗測得不同反應溫度與體系中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率的關系,如下表所示。

溫度(℃)

500

T

CO2的平衡轉(zhuǎn)化率

60℅

40℅

①T 500℃(填“高于”或“低于”)。

②溫度為500℃時,該反應10 min時達到平衡:

a.用H2表示該反應的速率為

b.該溫度下,反應I的平衡常數(shù)K= 。

(4)某研究小組將一定量的H2和CO2充入恒容密閉容器中并加入合適的催化劑(發(fā)生反應I、Ⅱ、Ⅲ),測得不同溫度下體系達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率(a)及CH3OH的產(chǎn)率(b),如圖所示。

①該反應達到平衡后,為同時提高反應速率和甲醇的生成量,以下措施一定可行的是 (選填編號)。

A.升高溫度 B.縮小容器體積 C.分離出甲醇 D.增加CO2的濃度

②據(jù)圖可知當溫度高于260℃后,CO的濃度隨著溫度的升高而 (填“增大”、“減小”、“不變”或“無法判斷”)。

練習冊系列答案
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(1)甲組同學按照上圖所示的裝置,通過實驗檢驗綠礬的分解產(chǎn)物。裝置B中可觀察到的現(xiàn)象是___________,甲組由此得出綠礬的分解產(chǎn)物中含有SO2。裝置C的作用是__________________。

(2)乙組同學認為甲組同學的實驗結(jié)論不嚴謹,認為需要補做實驗。乙對甲組同學做完實驗的B裝置的試管加熱,發(fā)現(xiàn)褪色的品紅溶液未恢復紅色,則可證明綠礬分解的產(chǎn)物中_____________。(填字母)

A.不含SO2 B.可能含SO2 C.一定含有SO3

(3)丙組同學查閱資料發(fā)現(xiàn)綠礬受熱分解還可能有O2放出,為此,丙組同學選用甲組同學的部分裝置和下圖部分裝置設計出了一套檢驗綠礬分解氣態(tài)產(chǎn)物的裝置:

①丙組同學的實驗裝置中,依次連接的合理順序為 _______________。

②能證明綠礬分解產(chǎn)物中有O2的實驗操作及現(xiàn)象是_______________。

(4)為證明綠礬分解產(chǎn)物中含有三價鐵,選用的實驗儀器有試管、膠頭滴管、_______________ ;選用的試劑為_______________。

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