H2是一種清潔能源也是一種重要的化工原料,工業(yè)上常利用CO和H2合成可再生能源甲醇。
(1)已知CO(g)、CH3OH(l)的燃燒熱(ΔH)分別為-283.0kJ?mol-1和-726.5kJ?mol-1。則CH3OH(l)不完全燃燒生成CO(g)和H2O(l)的熱化學方程式為
(2)利用反應CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH,可獲得化工原料CO,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關系如圖1。
①ΔH
②240℃時,將3mol CO2和2mol H2通入容積為8L的恒容密閉容器中,達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。此時該反應的平衡常數(shù)K=
③該反應在一恒容密閉容器中進行,反應過程如圖2,t1時達到平衡,t2時僅改變一個條件,該條件是
(3)300℃時,向一體積為10L的恒容密閉容器中充入1.32mol CH3OH和1.2mol H2O,發(fā)生反應:CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)ΔH1=+49kJ?mol-1。
①高溫下,CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)能自發(fā)進行的原因是
②反應經(jīng)5min達到平衡,測得H2的物質(zhì)的量為2.97mol。0~5min內(nèi),H2的反應速率為
③CH3OH(g)與H2O(g)反應相對于電解水制備H2的優(yōu)點為
(1)已知CO(g)、CH3OH(l)的燃燒熱(ΔH)分別為-283.0kJ?mol-1和-726.5kJ?mol-1。則CH3OH(l)不完全燃燒生成CO(g)和H2O(l)的熱化學方程式為
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH=-443.5kJ?mol-1
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH=-443.5kJ?mol-1
。(2)利用反應CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH,可獲得化工原料CO,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關系如圖1。
①ΔH
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(填“>”、“<”或“=”)0。②240℃時,將3mol CO2和2mol H2通入容積為8L的恒容密閉容器中,達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。此時該反應的平衡常數(shù)K=
3
3
。③該反應在一恒容密閉容器中進行,反應過程如圖2,t1時達到平衡,t2時僅改變一個條件,該條件是
降低溫度或分離出氫氣或增加水蒸氣的濃度
降低溫度或分離出氫氣或增加水蒸氣的濃度
。(3)300℃時,向一體積為10L的恒容密閉容器中充入1.32mol CH3OH和1.2mol H2O,發(fā)生反應:CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)ΔH1=+49kJ?mol-1。
①高溫下,CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)能自發(fā)進行的原因是
該反應是熵增反應
該反應是熵增反應
。②反應經(jīng)5min達到平衡,測得H2的物質(zhì)的量為2.97mol。0~5min內(nèi),H2的反應速率為
0.0594mol/(L?min)
0.0594mol/(L?min)
。③CH3OH(g)與H2O(g)反應相對于電解水制備H2的優(yōu)點為
CH3OH(g)與H2O(g)反應耗能更少
CH3OH(g)與H2O(g)反應耗能更少
。【答案】CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH=-443.5kJ?mol-1;>;3;降低溫度或分離出氫氣或增加水蒸氣的濃度;該反應是熵增反應;0.0594mol/(L?min);CH3OH(g)與H2O(g)反應耗能更少
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:60引用:2難度:0.4
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1.科學家研究高效催化劑對汽車尾氣進行無害化處理,反應原理為2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH?;卮鹣铝袉栴}:催化劑
(1)某溫度下,在密閉容器中該反應達到化學平衡后,只改變一種條件對該反應的正、逆反應速率的影響如圖甲所示:
①加催化劑對反應速率影響的圖像是
②適當升高溫度對反應速率影響的圖像是A,該反應的正反應是
③圖像D改變的條件是
(2)在1L密閉容器中充入CO和NO共4mol,發(fā)生反應2CO(g)+2NO(g)?2CO2(g)+N2(g)ΔH,CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、起始投料比m的關系如圖乙所示[起始投料比m=]。n(NO)n(CO)
①該反應的化學平衡常數(shù)表達式為
②圖中a、b、c三點對應的平衡常數(shù)Ka、Kb,Kc相對大小關系是
③若m2=1,溫度為T1,反應達到平衡所用的時間為10min,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為40%。達平衡過程中平均反應速率v(N2)=發(fā)布:2024/9/20 15:0:11組卷:60引用:2難度:0.5 -
2.隨著人們的物質(zhì)生活水平的不斷提高和工業(yè)化快速發(fā)展,環(huán)境污染也日益加重,空氣中有毒氣體主要包括SO2、CO、NOx、烴類等等。
(1)在一定條件下,CH4可與NOx反應除去NOx,已知有下列熱化學方程式:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3 kJ/mol
②N2(g)+2O2(g)?2NO2(g)ΔH=+67.0 kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)ΔH=-41.0 kJ/mol
則CH4(g)+2NO2(g)?CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)ΔH=
(2)在2L的密閉容器中按物質(zhì)的量之比1:2充入CO和H2,發(fā)生反應CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH。測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度及不同壓強的變化如圖所示,P2和195℃時n(H2)隨時間的變化結果如表所示。n(H2)在P2及195℃時隨時間變化如表所示。t/min 0 1 3 5 n(H2)/mol 8 5 4 4
②在P2及195℃時,在0~2min,平均反應速率v(CH3OH)=
③能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是
a.容器內(nèi)混合氣體壓強保持不再變化
b.CO和H2的轉(zhuǎn)化率之比不再變化
c.容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化
d.容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化
④P2及195℃下,在B點時,v(正)
⑤下列說法不正確的是
a.將容器體積變?yōu)?L,再次達平衡時,CO的物質(zhì)的量濃度為原平衡的2倍
b.該反應在任何條件下都能自發(fā)進行
c.充分反應后,容器內(nèi)只存在CH3OH分子
d.升高溫度,減小n(CH3OH)n(CO)
⑥在P2及195℃時,該反應的平衡常數(shù)Kp=發(fā)布:2024/9/20 9:0:9組卷:4引用:1難度:0.4 -
3.自熱化學鏈重整制氫CLR(a)工藝的原理如圖所示:
回答下列問題:
(1)25℃、101kPa時,5.9gNi與足量O2反應生成NiO放出47.2kJ的熱量,則在“空氣反應器”中發(fā)生反應的熱化學方程式為
(2)“燃料反應器”中發(fā)生的部分反應有:
(Ⅰ)CO(g)+NiO(s)=CO2(g)+Ni(s)ΔH1=-47.0kJ/mol 平衡常數(shù)K1
(Ⅱ)CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(g)+4Ni(s)ΔH2=+137.7kJ/mol 平衡常數(shù)K2
(Ⅲ)CH4(g)+3CO2(g)=4CO(g)+2H2O(g)ΔH3=akJ/mol 平衡常數(shù)K3
①CO2的電子式:
②K1、K2、K3之間的關系是:
③在
(3)“水汽轉(zhuǎn)換反應器”中發(fā)生的反應為CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g),將天然氣看作是純凈的CH4(假定向水汽轉(zhuǎn)換反應器中補充的水的物質(zhì)的量等于甲烷的物質(zhì)的量),若在t℃時進行轉(zhuǎn)換,水汽轉(zhuǎn)換反應器中達平衡時CO、H2O、H2、CO2濃度之比為1:x:3:1,則該反應的平衡常數(shù)K=
(4)甲烷制氫傳統(tǒng)工藝有水蒸氣重整部分氧化重整以及聯(lián)合重整等,CLR(a)工藝重整是一種聯(lián)合重整,涉及反應的熱化學方程式如下:
水蒸氣重整反應:CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)ΔH=+192kJ/mol
部分氧化重整反應:CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=-768kJ/mol
①采用水蒸氣重整的優(yōu)點是:
②上述兩個反應的缺點之一是在制取氫氣的同時產(chǎn)生大量溫室氣體CO2,若用NaOH溶液來吸收CO2,寫出反應的離子方程式:
③若上述兩個反應在保持自熱條件下(假設無熱量損失),理論上2molCH4至多可獲得H2的物質(zhì)的量為發(fā)布:2024/9/20 9:0:9組卷:0引用:2難度:0.5
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