題目列表(包括答案和解析)
實(shí)驗(yàn)編號(hào) | T(℃) | n (CO)/n(H2) | P(MPa) | ||
I | 150 |
|
0.1 | ||
II | 5 | ||||
III | 350 | 5 |
(12分)甲醇被稱為2l世紀(jì)的新型燃料,工業(yè)上通過(guò)下列反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O為原料來(lái)制備甲醇。
(1)將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反應(yīng)室(容積為100L),在一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖。
①已知100℃時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5min,則用H2表示的平均反應(yīng)速率為 。
②圖中的P1 P2(填“<”、“>”或“=”),100℃時(shí)平衡常數(shù)為 。
③在其它條件不變的情況下降低溫度,逆反應(yīng)速率將 (填“增大”、“減小”或“不變”)。
(2)在壓強(qiáng)為0.1 MPa條件下, 將a
mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ……Ⅱ。
④該反應(yīng)的△H 0,△S 0(填“<”、“>”或“=”)。
⑤若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是 。
A.升高溫度 B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大 D.再充入1mol CO和3mol H2
⑥為了尋找合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件,某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。
實(shí)驗(yàn)編號(hào) |
T(℃) |
n (CO)/n(H2) |
P(MPa) |
ⅰ |
150 |
1/3 |
0.1 |
ⅱ |
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5 |
ⅲ |
350 |
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5 |
A.請(qǐng)?jiān)谏媳砜崭裰刑钊胧S嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)。
B.根據(jù)反應(yīng)Ⅱ的特點(diǎn),在給出的坐標(biāo)圖中,畫(huà)出其在0.1MPa和5MPa條件下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的趨勢(shì)曲線示意圖,并標(biāo)明各條曲線的壓強(qiáng)。
(13分)
甲醇被稱為2l世紀(jì)的新型燃料,工業(yè)上通過(guò)下列反應(yīng)①和②,用CH4和H2O為原料來(lái)制備甲醇。
①
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H1
②
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H2
將0.20mol CH4和0.30 mol H2O(g)通入容積為10L的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)①,達(dá)到平衡時(shí),CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖。
(1)溫度不變,縮小體積,增大壓強(qiáng),①的反應(yīng)速率 (填“增大”、“減小”或“不變”),平衡向 方向移動(dòng)。
(2)反應(yīng)①的△H1 0(填“<”、“=”或“>”),其平衡常數(shù)表達(dá)式為K= ,100℃時(shí)的平衡常數(shù)值是 。
(3)在壓強(qiáng)為0.1 MPa條件下, 將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)②生成甲醇。為了尋找合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件,某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。請(qǐng)?jiān)谙卤砜崭裰刑钊胧S嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)編號(hào) |
T(℃) |
n (CO)/n(H2) |
P(MPa) |
I |
150 |
1/3 |
0.1 |
II |
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5 |
III |
350 |
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5 |
Ⅰ)⑴已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H=+180.5kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=-905kJ·mol-1
2H2(g)十O2(g)=2H2O(g):△H=-483.6kJ·mol-1
則N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△H= ▲ 。
⑵在一定條件下,將2molN2與5molH2混合于一個(gè)10L的密閉容器中,反應(yīng)情況如圖1所示:
①求5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(NH3) ▲ ;
②達(dá)到平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)為 ▲ 。
⑶近年來(lái)科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)為介質(zhì),用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多品薄膜做電極,實(shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨(裝置如圖2)。鈀電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)式是 ▲ 。
Ⅱ)甲醇被稱為2l世紀(jì)的新型燃料,工業(yè)上通過(guò)下列反應(yīng)①和②,用CH4和H2O為原料來(lái)制備甲醇。
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
將0.20molCH4和0.30molH2O(g)通入容積為10L的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)①,達(dá)到平衡時(shí),CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖。
(1)溫度不變,縮小體積,增大壓強(qiáng),①的反應(yīng)速率 ▲ (填“增大”、“減小”或“不變”),平衡向 ▲ 方向移動(dòng)。
(2)反應(yīng)①的△H1 ▲ 0(填“<”、“=”或“>”)。
甲醇被稱為2l世紀(jì)的新型燃料,工業(yè)上通過(guò)下列反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O為原料來(lái)制備甲醇。
(1)將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反應(yīng)室(容積為100L),在一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖。
①已知100℃時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5min,
②則用H2表示的平均反應(yīng)速率為_ 。圖中的P1_ _P2(填“<”、“>”或“=”),
100℃時(shí)平衡常數(shù)為_ _。
③在其它條件不變時(shí)降低溫度,逆反應(yīng)速率將_ _(填“增大” “減小”或“不變”)。
(2)在壓強(qiáng)為0.1 MPa條件下, 將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ……Ⅱ。
④該反應(yīng)的△H_ _0,△S_ _0(填“<”、“>”或“=”)。
⑤若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是_ _。
A.升高溫度
B.將CH3OH(g)從體系中分離出來(lái)
C.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大
D.再充入1mol CO和3mol H2
⑥為了尋找合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件,某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的表中。
l 實(shí)驗(yàn)編號(hào) |
l T(℃) |
l n (CO)/n(H2) |
l P(MP) |
l ⅰ |
l 150 |
l 1/3 |
l 0.1 |
l ⅱ |
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l 5 |
l ⅲ |
l 350 |
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l 5 |
A.請(qǐng)?jiān)谏媳砜崭裰刑钊胧S嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)。
B.根據(jù)反應(yīng)Ⅱ的特點(diǎn),在給出的坐標(biāo)圖中,畫(huà)出其在0.1MPa和5MPa條件下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的趨勢(shì)曲線示意圖,并標(biāo)明各條曲線的壓強(qiáng)。
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