二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料,可用CO和H2制得,總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:2CO (g)+4H2 (g)?CH3OCH3 (g)+H2O (g)△H=-206.0kJ/mol工業(yè)中采用“一步法”,通過復(fù)合催化劑使下列甲醇合成和甲醇脫水反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行:
①甲醇脫水反應(yīng):2CH3OH (g)?CH3OCH3 (g)+H2O (g),△H=-24.0 kJ/mol
②甲醇合成反應(yīng)。
(1)請(qǐng)補(bǔ)全甲醇合成反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH=-91kJ/molCO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH=-91kJ/mol。
(2)對(duì)于該反應(yīng):2CO (g)+4H2 (g)?CH3OCH3 (g)+H2O (g),起始時(shí)向2L恒容容器中投入2molCO和4molH2,經(jīng)過5分鐘測(cè)得CH3OCH3的物質(zhì)的量0.25mol,該時(shí)間段內(nèi)H2的反應(yīng)速率為 0.1mol/(L?min)0.1mol/(L?min)。
(3)甲醇脫水反應(yīng)2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)在某溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)為400。此溫度下,在恒容密閉容器中加入一定量的CH3OH(g),測(cè)得某時(shí)刻各組分濃度如下表所示。此時(shí)反應(yīng) 已達(dá)到已達(dá)到(填“已達(dá)到”或“未達(dá)到”)化學(xué)平衡狀態(tài)。
物質(zhì) | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
濃度/(mol/L) | 0.02 | 0.4 | 0.4 |
CD
CD
(填字母)。A.恒溫恒壓下,混合氣體的密度不變
B.v(CH3OH):v(CH3OCH3)=2:1
C.在恒容絕熱容器中進(jìn)行時(shí),溫度保持不變
D.恒溫恒容下,CH3OH與CH3OCH3的物質(zhì)的量之比為2:1保持不變
(5)已知3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2 (g)△H<0;一定條件下的密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡后,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是
ce
ce
(填字母代號(hào))。a.高溫高壓
b.加入催化劑
c.減少CO2的濃度
d.增加CO的濃度
e.分離出CH3OCH3
(6)溫度為T℃時(shí),將3amolH2和3amol CO放入1L恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2 (g),達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得H2的轉(zhuǎn)化率為
2
3
4
9
a
4
4
9
a
4
【答案】CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH=-91kJ/mol;0.1mol/(L?min);已達(dá)到;CD;ce;
4
9
a
4
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:67引用:3難度:0.5
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
(1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對(duì)反應(yīng)I速率影響更大,其原因是
(2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對(duì)相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
(3)在800℃時(shí),=n(CO2)n(C2H6),充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應(yīng),初始?jí)簭?qiáng)為P,一段時(shí)間達(dá)到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=13
(4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時(shí),向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時(shí)═k逆k正
(5)我國(guó)科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M(fèi)是電源的
②陽極電極反應(yīng)式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計(jì)算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計(jì)算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7 -
3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)化學(xué)方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應(yīng),相同時(shí)間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是( )發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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