（6分）合成氣經(jīng)壓縮升溫后進入10m3甲醇合成塔，在催化劑作用下，進行甲醇合成，主要反應(yīng)是：2H2(g) + CO(g) CH3OH(g) △H =-181.6kJ·mol-1。T4℃下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為160。此溫度下，在密閉容器中加入CO、H2，反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下：

物質(zhì)

H2

CO

CH3OH

濃度/（mol·L－1）

0.2

0.1

0.4

⑴ 比較此時正、逆反應(yīng)速率的大�。�v正         v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。

⑵ 若加入同樣多的CO、H2，在T5℃反應(yīng)，10 min后達到平衡，此時c(H2)＝0.4 mol·L－1，則該時間內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH) ＝               mol·(L·min)－1。

⑶ 生產(chǎn)過程中，合成氣要進行循環(huán)，其目的是                                   。

 

【答案】

⑴ >   ⑵ 0.03 mol·L－1·min－1  ⑶  提高原料CO、H2的利用率（或提高產(chǎn)量、產(chǎn)率亦可）。

【解析】（1）根據(jù)物質(zhì)的濃度可知，此時＜160，所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，即正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。

（2）根據(jù)（1）可知，起始時氫氣的濃度是1.0mol/L，所以在（2）中氫氣的濃度變化量是0.6mol/L，則生成甲醇是0.3mol/L，則甲醇的反應(yīng)速率是0.3mol/L÷10min＝0.03 mol·L－1·min－1。

（3）生產(chǎn)過程中，合成氣進行循環(huán)，可以提高原料CO、H2的利用率。

 

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：閱讀理解

將煤氣化轉(zhuǎn)化成合成氣，然后通過一碳化工路線合成各種油品和石化產(chǎn)品是一碳化工的極為重要的領(lǐng)域，具有廣闊的前景，在未來相當一段時期將成為一碳化工的主要領(lǐng)域。

除去水蒸氣后的水煤氣含55～59%的H2，15～18%的CO，11～13%的CO2，少量的H2S、CH4，除去H2S后，可采用催化或非催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，將CH4轉(zhuǎn)化成CO，得到CO、CO2和H2的混合氣體，是理想的合成甲醇原料氣，即可進行甲醇合成。

（1）制水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），此反應(yīng)是

吸熱反應(yīng)。

① 此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為，                     ；

②下列能增大碳的轉(zhuǎn)化率的措施是                     ；

A．加入C（s）     B．加入H2O（g）     C．升高溫度     D．增大壓強

（2）將CH4轉(zhuǎn)化成CO，工業(yè)上常采用催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，其反應(yīng)原理為：

CH4 (g)+3/2O2 (g)CO (g)+2H2O (g)   △H=－519KJ/mol。工業(yè)上要選擇合適的催化劑，分別對X、Y、Z三種催化劑進行如下實驗（其他條件相同）

① X在T1℃時催化效率最高，能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍；

② Y在T2℃時催化效率最高，能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍；

③ Z在T3℃時催化效率最高，能使逆反應(yīng)速率加快約1×106倍；

已知：T1＞T2＞T3，根據(jù)上述信息，你認為在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇的適宜催化劑是        （填“X”或“Y”或“Z”），選擇的理由是                             ；

（3）合成氣經(jīng)壓縮升溫后進入10m3甲醇合成塔，在催化劑作用下，進行甲醇合成，主要反應(yīng)如下：

2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)；ΔH ＝－90.8kJ·mol－1，T4℃下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為160。此溫度下，在密閉容器中加入CO、H2，反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下：

物質(zhì)

H2

CO

CH3OH

濃度/（mol·L－1）

0.2

0.1

0.4

① 比較此時正、逆反應(yīng)速率的大�。簐正        v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。

② 若加入CO、H2后，在T5℃反應(yīng)10min達到平衡，c(H2)＝0.4 mol·L－1，則該時間內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH) ＝              mol－1·(Lmin)－1。

（4）生產(chǎn)過程中，合成氣要進行循環(huán)，其目的是                           。

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2013屆江西省吉安一中、新余一中高三聯(lián)考化學(xué)試卷（帶解析） 題型：填空題

（6分）合成氣經(jīng)壓縮升溫后進入10m3甲醇合成塔，在催化劑作用下，進行甲醇合成，主要反應(yīng)是：2H2(g) + CO(g) CH3OH(g) △H =-181.6kJ·mol-1。T4℃下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為160。此溫度下，在密閉容器中加入CO、H2，反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下：

物質(zhì)
H2
CO
CH3OH
濃度/（mol·L－1）
0.2
0.1
0.4
⑴比較此時正、逆反應(yīng)速率的大�。�v正        v逆（填“>”、“<”或“＝”)。
⑵若加入同樣多的CO、H2，在T5℃反應(yīng)，10 min后達到平衡，此時c(H2)＝0.4 mol·L－1，則該時間內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH) ＝              mol·(L·min)－1。
⑶生產(chǎn)過程中，合成氣要進行循環(huán)，其目的是                                  。

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科目：高中化學(xué) 來源：2011屆安徽省“江南十�！备呷�(lián)考（理綜）化學(xué)部分 題型：填空題

將煤氣化轉(zhuǎn)化成合成氣，然后通過一碳化工路線合成各種油品和石化產(chǎn)品是一碳化工的極為重要的領(lǐng)域，具有廣闊的前景，在未來相當一段時期將成為一碳化工的主要領(lǐng)域。
除去水蒸氣后的水煤氣含55～59%的H2，15～18%的CO，11～13%的CO2，少量的H2S、CH4，除去H2S后，可采用催化或非催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，將CH4轉(zhuǎn)化成CO，得到CO、CO2和H2的混合氣體，是理想的合成甲醇原料氣，即可進行甲醇合成。

（1）制水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），此反應(yīng)是
吸熱反應(yīng)。
① 此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為，                     ；
②下列能增大碳的轉(zhuǎn)化率的措施是                     ；

A．加入C（s）B．加入H2O（g）C．升高溫度D．增大壓強
（2）將CH4轉(zhuǎn)化成CO，工業(yè)上常采用催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，其反應(yīng)原理為：
CH4 (g)+3/2O2 (g)CO (g)+2H2O (g)   △H=－519KJ/mol。工業(yè)上要選擇合適的催化劑，分別對X、Y、Z三種催化劑進行如下實驗（其他條件相同）
① X在T1℃時催化效率最高，能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍；
② Y在T2℃時催化效率最高，能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍；
③ Z在T3℃時催化效率最高，能使逆反應(yīng)速率加快約1×106倍；
已知：T1＞T2＞T3，根據(jù)上述信息，你認為在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇的適宜催化劑是        （填“X”或“Y”或“Z”），選擇的理由是                             ；
（3）合成氣經(jīng)壓縮升溫后進入10m3甲醇合成塔，在催化劑作用下，進行甲醇合成，主要反應(yīng)如下：
2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)；ΔH ＝－90.8kJ·mol－1，T4℃下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為160。此溫度下，在密閉容器中加入CO、H2，反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下：
物質(zhì)
H2
CO
CH3OH
濃度/（mol·L－1）
0.2
0.1
0.4
① 比較此時正、逆反應(yīng)速率的大�。簐正        v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。
② 若加入CO、H2后，在T5℃反應(yīng)10min達到平衡，c(H2)＝0.4 mol·L－1，則該時間內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH) ＝              mol－1·(Lmin)－1。
（4）生產(chǎn)過程中，合成氣要進行循環(huán)，其目的是                           。

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科目：高中化學(xué) 來源：2011-2012學(xué)年山東省髙三第一次診斷性考試化學(xué)試卷 題型：填空題

（15分）將水煤氣化轉(zhuǎn)化成合成氣，然后合成各種油品和石化產(chǎn)品是化工的極為重要的領(lǐng)域。除去水蒸氣后的水煤氣主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4，繼續(xù)除去H2S后，可采用催化或非催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，將CH4轉(zhuǎn)化成CO，得到CO、CO2和H2的混合氣體，是理想的合成甲醇原料氣。

   （1）制水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為：C(s)+H2O(g)     CO(g)+H2(g)，此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。

       ①此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為                         ；

       ②下列能增大碳的轉(zhuǎn)化率的措施是                       ；

       A．加入C（s）           B．加入H2O（g）       C．升高溫度               D．增大壓強

   （2）將CH4轉(zhuǎn)化成CO，工業(yè)上常采用催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，其反應(yīng)原理為：

       CH4(g)+3/2O2(g)       CO(g)+2H2O(g)    △H=-519kJ/mol。工業(yè)上要選擇合適的催化劑，分別對X、Y、Z三種催化劑進行如下實驗（其他條件相同）

       ①X在750℃時催化效率最高，能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍；

       ②Y在600℃時催化效率最高，能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍；

       ③Z在440℃時催化效率最高，能使逆反應(yīng)速率加快約1×106倍；

       已知根據(jù)上述信息，你認為在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇的適宜催化劑是        （填“X”或“Y”或“Z”），選擇的理由是                    ；

   （3）合成氣經(jīng)壓縮升溫后進入甲醇合成塔，在催化劑作用下，進行甲醇合成，主要反應(yīng)如下：

       2H2(g)+CO(g)      CH3OHg); △H=-90.8kJ·mol-1，T℃下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為160。此溫度下，在密閉容器中開始只加入CO、H2，反應(yīng)10min后測得各組分的濃度如下：

物質(zhì)

H2

CO

CH3OH

濃度/（mol·L-1）

0.2

0.1

0.4

       ①該時間段內(nèi)反應(yīng)速率v(H2)=            mol-1·L-1·min-1。

       ②比較此時正、逆反應(yīng)速率的大�。�          （填“>”、“<”或“=”）

   （4）生產(chǎn)過程中，合成氣要進行循環(huán)，其目的是                   。

 

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