工業(yè)上一般以CO和H2為原料合成甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:

CO ( g ) + 2H2 ( g )  CH3OH ( g )     △H=-116kJ/mol

(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為                        ;

(2)下列措施中有利于增大該反應(yīng)的反應(yīng)速率且提高轉(zhuǎn)化率的是          (填字母序號) 。

a.隨時將CH3OH與反應(yīng)混合物分離     b.降低反應(yīng)溫度

c.使用高效催化劑                    d.增大體系壓強(qiáng)

(3)一定條件下,將1 mol CO與3 mol H2的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇,平衡后將容器的容積壓縮到原來的l/2,其他條件不變,對平衡體系產(chǎn)生的影響是        (填字母序號).

a.c ( H2 )減少                 b.正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減慢

c.CH3OH 的物質(zhì)的量增加     d.重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )減小

(4) 在密閉容器中充有1mol CO與2 mol H2,在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇,CO的轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)、壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如圖所示。

①A、C兩點都表示達(dá)到的平衡狀態(tài),則自反應(yīng)開始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時間,tA        tC(填“大于”、“小于’’或“等于")。

②若A點時容器的體積為1 L,該溫度下B點的平衡常數(shù)  K=            。 

 

【答案】

(1)[CH3OH] / [ CO][H2]2   (2)d    (3)cd   (4)①大于   ② 1 L2·mol2

【解析】

試題分析:結(jié)合方程式不難得知有利于增大反應(yīng)的速率且提高轉(zhuǎn)化率的方法為增大體系壓強(qiáng);(3)將容器的容積壓縮會導(dǎo)致平衡正向移動,所以c、d正確;(4)因為C點的溫度高,所以反應(yīng)速率快;根據(jù)A點時CO的轉(zhuǎn)化率,結(jié)合平衡常數(shù)表達(dá)式計算K=1 L2·mol2,而B點與A點同溫度,所以K相同。

考點:化學(xué)平衡的移動、化學(xué)平衡常數(shù)的計算。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

甲醇(CH3OH)和二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀(jì)的新型燃料,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景.以CH4和H2O為原料制備二甲醚和甲醇的工業(yè)流程如下:

請?zhí)羁眨?br />(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)成甲醇:
反應(yīng)Ⅰ:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H2
上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是
(填“Ⅰ”或“Ⅱ”).
(2)在一定條件下,已知反應(yīng)室2的可逆反應(yīng)除生成二甲醚外還生成了氣體CO2,其化學(xué)方程式為
3CO+3H2?CH3OCH3+CO2
3CO+3H2?CH3OCH3+CO2

(3)若利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下:
①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ?mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ?mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.3kJ?mol-1
則反應(yīng):3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2 (g)△H=
-246.4
-246.4
 kJ/mol.
(4)某實驗小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理,設(shè)計如圖1所示的電池裝置.則該電池正極的電極反應(yīng)為:
O2+2H2O+4e-═4OH-
O2+2H2O+4e-═4OH-


(5)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池(如圖2所示)是以酸性溶液為電解質(zhì)溶液,甲醇從一個電極通入,O2從另一電極通入,中間為質(zhì)子交換膜,通入甲醇的一極電極反應(yīng)式為:
CH3OH+H2O-6e-═6H++CO2
CH3OH+H2O-6e-═6H++CO2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
(1)分析該反應(yīng)并回答下列問題:
平衡常數(shù)表達(dá)式為K=
[CH3OH]
[CO][H2]2
[CH3OH]
[CO][H2]2

(2)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線.T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1
K2(填“>”、“<”或“=”).

(3)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-a kJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-b kJ?mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-c kJ?mol-1
則,CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=
b-a-4c
2
b-a-4c
2
kJ?mol-1
(4)2009年10月,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
①該電池工作時,b口通入的物質(zhì)為
CH3OH
CH3OH
,
②該電池正極的電極反應(yīng)式為:
O2+4e-+4H+=2H2O
O2+4e-+4H+=2H2O

(5)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實驗室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是(用相關(guān)的電極反應(yīng)式和離子方程式表示):
Al→Al3++3e-
Al→Al3++3e-
Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2
Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

甲醇是一種新型燃料,甲醇燃料電池即將從實驗室走向工業(yè)化生產(chǎn).工業(yè)上一般以CO和H2為原料合成甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1=-116kJ?mol-1
(1)下列措施中有利于增大該反應(yīng)的反應(yīng)速率的是
CD
CD

A.隨時將CH3OH與反應(yīng)混合物分離         B.降低反應(yīng)溫度
C.增大體系壓強(qiáng)                        D.使用高效催化劑
(2)已知:CO(g)+
1
2
O2(g)═CO2(g)△H2=-283kJ?mol-1
H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(g)△H3=-242kJ?mol-1
則表示1mol氣態(tài)甲醇完全燃燒生成CO2和水蒸氣時的熱化學(xué)方程式為:
CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-651kJ?mol-1
CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-651kJ?mol-1

(3)在容積為2L的恒容容器中,分別研究在230℃、250℃和270℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律.下圖是上述三種溫度下不同的H2和CO的起始組成比(起始時CO的物質(zhì)的量均為2mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系.請回答:
①在上述三種溫度中,曲線Z對應(yīng)的溫度是
270℃
270℃

②利用圖中a點對應(yīng)的數(shù)據(jù),計算出曲線Z在對應(yīng)溫度下CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g) 的平衡常數(shù)K=
4L2?mol-2
4L2?mol-2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

甲醇是一種重要的化工原料和新型燃料.精英家教網(wǎng)
Ⅰ.工業(yè)上一般以CO和H2為原料在密閉容器中合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.8KJ/mol
(1)在容積為1L的恒容容器中,分別研究在230℃、250℃和270℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律.如圖1是上述三 種溫度下不同的H2和CO的起始組成比(起始時CO的物質(zhì) 的量均為1mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系,則曲線X對應(yīng)的 溫度是
 
圖中a點對應(yīng)的平衡常數(shù)K=
 

(2)某溫度下,將1mol CO和3mol H2充入1L的密閉容器中,充分反應(yīng)后,達(dá)到平衡時 c(CO)=0.1mol/L.若保持溫度和體積不變,將起始物質(zhì)的物質(zhì)的量改為a mol CO、b mol H2,c mol CH3OH,欲使開始時該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,c的取值范圍是
 

Ⅱ.圖2是甲醇燃料電池工作的示意圖,其中A、B、D均為石墨電極,C為銅電極.工作一段時間后,斷開K,此時A,B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同.
(3)甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式為
 

(4)乙中A極析出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為
 
..
(5)丙裝置溶液中金屬陽離子的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量變化關(guān)系如圖3,則圖中②線表示的是
 
離子的變化;反應(yīng)結(jié)束后,要使丙裝置中金屬陽離子恰好完全沉淀,需要
 
 mL 5.0moL/L NaOH 溶液.

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