工业上通常在恒容密闭容器中采用CO(g)和H2(g)反应催化合成甲醇CH3OH(g):(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1②2H2(g)+O2(g)

时间:2024-04-30 08:37:51 5A范文网 浏览: 平时作业 我要投稿

问题描述:

工业上通常在恒容密闭容器中采用CO(g)和H2(g)反应催化合成甲醇CH3OH(g):(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-398.0kJ•mol-1③2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1104.0kJ•mol-1则CO(g)与H2(g)合成CH3OH(g)的热化学方程式是______.(2)据研究,反应过程中起催化作用的为CuO,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂CuO的量不变,原因是:______ (用化学方程式表示).(3)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)______.A.混合气体的密度不变B.混合气体的平均相对分子质量不变C.CH3OH(g)、CO(g)、H2(g)的浓度都不再发生变化D.生成CH3OH(g)的速率与消耗CO(g)的速率相等(4)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K).
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.250 0.012
某温度下,将2molCO(g)和6mol H2(g)充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.5mol/L,则CO(g)的转化率为______,此时的温度为______.(5)要提高CO(g)的转化率,可以采取的措施是______.A.升高温度       B.加入催化剂    C.增加CO(g)的浓度D.加入H2(g)加压 E.分离出甲醇    F.加入惰性气体加压(6)一定条件下,在容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器
反应物投入量 1molCO  2molH2 1molCH3OH 2molCH3OH
平衡数据 CH3OH的浓度(mol/L) c1 c2 c3
反应的能量变化的绝对值(kJ) a b c
体系压强(Pa) P1 P2 P3
反应物转化率 α1 α2 α3
下列说法正确的是______.A.2c1>c3      B.a+b=129         C.2p2<p3      D.α13<1.
最佳答案

(1)已知①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1,②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-398.0kJ•mol-1,③2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1104.0kJ•mol-1,根据盖斯定律:①×

1
2
+②-③×
1
2
得:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g);△H=-129.0 kJ•mol-1;故答案为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g);△H=-129.0 kJ•mol-1;(2)在加热条件下CO能还原CuO使其减少,因此反应体系中含有少量二氧化有利于抑制反应向正反应方向移动,维持CuO的量不变,反应方程式为CuO+CO⇌Cu+CO2,故答案为:CuO+CO⇌Cu+CO2;(3)A.反应容器的体积不变,质量守恒,所以混合气体的密度始终不变,不能判断平衡状态,故A错误;B.反应后气体的物质的量减少,气体的质量不变,所以混合气体的平均相对分子质量逐渐减小,当混合气体的平均相对分子质量保持不变即是平衡状态,故B正确;C.CH3OH(g)、CO(g)、H2(g)的浓度都不再发生变化,即是平衡状态,故C正确;D.生成CH3OH(g)为正速率,消耗CO(g)的也为正速率,均为正速率,二者相等,不能说明达到平衡状态,故D错误;故答案为:BC;(4)某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应达到平衡后,测得c(CO)=0.5mol•L-1,                CO(g)+2H2(g)⇌CH3 OH(g)起始量(mol/L)  1       3        0变化量(mol/L) 0.5      1       0.5平衡量(mol/L) 0.5      2       0.5则CO(g)的转化率为:
0.5
1
×100%=50%;平衡常数K=
c(CH3OH)
c(CO)•c2(H2)
=
0.5
0.5×22
=0.25;对比图表可知,反应是在310°C达到的平衡,故答案为:50%;310;(5)A.已知该反应为放热反应,升高温度,平衡逆移,CO的转化率减小,故A错误;B.加入催化剂,平衡不移动,则CO的转化率不变,故B错误;C.增加CO(g)的浓度,CO的转化率减小,故C错误;D.加入H2(g)加压,平衡正移,CO的转化率增大,故D正确;E.分离出甲醇,则平衡正移,CO的转化率增大,故E正确;F.加入惰性气体加压,由于容器的体积不变,各反应物的浓度不变,平衡不移动,CO的转化率不变,故F错误;故答案为:DE;(6)A、甲、丙相比较,把甲等效为开始加入1molCH3OH,丙中甲醇的物质的量为甲的2倍,压强增大,对于反应CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g),平衡向生成甲醇的方向移动,故2c1<c3,故A错误;B、由题目可知生成1molCH3OH的能量变化129kJ,甲、乙平衡状态相同,令平衡时甲醇为nmol,对于甲容器,a=129n,对于乙容器b=129(1-n),故a+b=129,故B正确;C、比较乙、丙可知,丙中甲醇的物质的量为乙的2倍,压强增大,对于反应CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g),平衡向生成甲醇的方向移动,故2p2>p3,故C错误;D、甲、乙处于相同的平衡状态,则α1+α2=1,由C的分析可知α2>α3,所以a1+a3<1,故D正确;故答案为:BD.

来源:网络整理 免责声明:本文仅限学习分享,如产生版权问题,请联系我们及时删除。

相关文章:

Ba(OH)2和NaOH混合溶液的pH=14,取该溶液100mL,持续通入CO204-30

烟尘排放量计算公式该企业破碎机每年产生粉尘400万立04-30

五年级三班有四十名同学,要参加一项民意调查,同意第一项04-30

《邹忌讽齐王纳谏》是《邹忌讽齐王纳谏》是流传千古的04-30

以下哪种概率算法是对的?计算双色球中二等奖的概率:方04-30

面面有情,环水抱山山抱水,心心相印,因人传地地传人探04-30

用有的……有的……有的……造句04-30

初中毕业前,九(1)班开展以“走近对联,学会感恩”为主题的04-30

用三个“不要”一个“只要”造句04-30

那件小事激励着我作文开头倒叙记住是倒叙看不懂人字的04-30

热搜文章
最新文章