甲醇是重要的化工原料和燃料。将CO2与含少量CO的H2混合,在恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g),图1是在两种投料比[c(CO2)/c(H2+CO)]分别为1:4 和1:6 时,CO2平衡转化率随温度变化的曲线,图2 是生成的甲醇/过氧化氢燃料电池的工作原理示意图:
下列有关说法正确的是( )
A. 图2中电极M上发生还原反应
B. 图2中电极N的反应式:H2O2+2e−+2H+=2H2O
C. 图1中b点对应的平衡常数K值大于c点
D. 图1中a点对应的H2的转化率等于30%
高三化学null中等难度题
甲醇是重要的化工原料和燃料。将CO2与含少量CO的H2混合,在恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g),图1是在两种投料比[c(CO2)/c(H2+ CO)]分别为1:4和1:6时,CO2平衡转化率随温度变化的曲线, 图2是生成的甲醇/过氧化氢燃料电池的工作原理示意图
下列有关说法正确的是
A. 图1中b点对应的平衡常数K值大于c点
B. 图1中a点对应的H2的转化率等于30%
C. 图2中电极M上发生还原反应
D. 图2中电极N的反应式: H2O2 +2e- + 6H+= 2H2O
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甲醇是重要的化工原料和燃料。将CO2与含少量CO的H2混合,在恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g),图1是在两种投料比[c(CO2)/c(H2+CO)]分别为1:4 和1:6 时,CO2平衡转化率随温度变化的曲线,图2 是生成的甲醇/过氧化氢燃料电池的工作原理示意图:
下列有关说法正确的是( )
A. 图2中电极M上发生还原反应
B. 图2中电极N的反应式:H2O2+2e−+2H+=2H2O
C. 图1中b点对应的平衡常数K值大于c点
D. 图1中a点对应的H2的转化率等于30%
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在密闭容器中,5 mol H2与2 mol CO2发生反应:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。反应达到平衡时,改变温度(T)和压强(p),反应混合物中甲醇(CH3OH)的物质的量分数变化情况如下图所示。下列说法错误的是
A.P1>P2>P3>P4
B.甲醇的物质的量分数越高,反应的平衡常数越大
C.若T1> T2> T3>T4,则该反应为放热反应
D.缩小容积,可以提高CH3OH在混合物中的质量分数
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在密闭容器中,5 mol H2与2 mol CO2发生反应:3H2(g)十CO2(g)≒CH3OH(g)+H2O(g)反应达到平衡时,改变温度(T)和压强(P),反应混合物中甲醇(CH3OH)的物质的量分数变化情况如图所示下列说法错误的是
A.P1> P2> P3>P4
B.甲醇的物质的量分数越高,反应的平衡常数越大
C.若T1> T2> T3>T4,则该反应为放热反应
D.T4、P4、时,H2的平衡转化率为60%
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“碳化学”是绿色化学的重要组成部分。
(1)由CO2制备甲醇的过程发生的主要反应如下:
反应I: CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) △H 1<0;
向2 L恒容密闭容器中充入3molH2和1.5molCO2,在一定条件下该反应l0min时达到平衡状态,二氧化碳的转化率a(CO2)=60%,则v(H2) =_________________________。(填字母)。
若要同时提高反应速率和甲醇的产量,以下措施一定可行的是
a.升高温度 b.缩小容器体积 c.分离出甲醇 d.增加CO2的浓度
(2)已知: CO2(g)+ 2H2(g)C(s)+ 2H2O(g) △H =-90.0kJ/mol ;H2O(1)=H2O(g) △H =+44.0kJ/mol; C(s)的燃烧热为394.0kJ/mol。则H2的燃烧热为_________kJ/mol。
(3)在某条件下,将4molH2和1molCO2,置于2L密闭容器中发生反应:
反应II :CO2(g)+4H(g) CH4(g)+2H2O(g) △H2
反应Ⅲ: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H3
CO2转化率、CH4和CO 选择性随温度变化情况分别如图所示(选择性: 转化的CO2中生成CH4或CO 的百分比)。
①反应II的△H2________(填“>”、“<“或“=")0,理由是_________________________。
②350℃时,反应II 的平衡常数K=_______。为减少CO 在产物中的比率,可采取______的措施有______(例举一例回答)。
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甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,可能发生的反应如下:
i CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ∆H1=Q kJ·mol-1
ii. CO2(g)+ H2(g) CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41 kJ·mol-1
iii. CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ∆H3=− 99 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)Q=_________
(2)图中能正确反映平衡常数K3(反应iii的平衡常数)随温度变化关系的曲线为__(填字母)
(3)如图为单位时间内CO2+H2、CO+ H2、CO/CO2+H2三个条件下生成甲醇的物质的量浓度与温度的关系(三个条件下通入的CO、CO2和H2的物质的量浓度相同)。490K时,根据曲线a、c判断合成甲醇时主要发生的反应为________(填“i”或“iii”);由曲线a可知,甲醇的量先增大后减小,其原因是_________________________________。
(4)如图是以NaOH溶液为电解质溶液的甲醇燃料电池:电极a的反应式为____________,若隔膜为阳离子交换膜,则每转移6mol电子,溶液中有_______mol Na+向____________(填“正极区”或“负极区")移动。
(5)CO2经催化加氢也可以生成低碳烃,主要有两个竞争反应:
反应I:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)
反应II :2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)
在1L恒容密闭容器中充入2molCO2和4molH2测得平衡时有关物质的物质的量随温度变化如图所示。T1℃时,CO2的转化率为______。T1℃时,反应I的平衡常数K=_________(保留三位有效数字)。
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甲醇是一种化工原料,在工业生产中有重要的应用。
Ⅰ.在l.0L恒容密闭容器中投入1 molCO2和2.75molH2发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),实验测得不同温度及压强下,平衡时甲醇的物质的量变化如图所示,下列说法正确的是_______。
A.该反应的正反应为放热反应
B.压强大小关系为pl<p2<p3
c. M点对应的平衡常数K的值约为1.04×10-2
D.在p2及512K时,图中N点v(正)<v(逆)
Ⅱ.甲醇是基本有机化工原料。甲醇及其可制得的产品的沸点如下。
名称 | 甲醇 | 二甲胺 | 二甲基甲酰胺 | 甲醚 | 碳酸二甲酯 |
结构简式 | CH3OH | (CH3)2NH | (CH3)2NCHO | CH3OCH3 | (CH3O)2CO |
沸点/℃ | 64.7 | 7.4 | 153 | -24.9 | 90 |
(1)在425℃、Al2O3做催化剂,甲醇与氨气反应可以制得二甲胺。二甲胺显弱碱性,与盐酸反应生成(CH3)2NH2Cl,溶液中各离子浓度由大到小的顺序为____________。
(2)甲醇制甲醚的化学方程式为2CH3OHCH3OCH3+H2O,一定温度下,在体积为1.0L的恒容密闭容器中发生该反应。己知387℃时该反应的化学平衡常数K=4,若起始时向容器I中充入0.10molCH3OH、0.15molCH3OCH3和0.10molH2O,则反应将向______(填“正”或“逆”)反应方向进行。
(3)以甲醇为主要原料,电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如下图所示。
电源的负极为__________(填“A”或“B”),写出阳极的电极反应_________;若参加反应的O2为1.12m3(标准状况),则制得的碳酸二甲酯的质量为______kg。
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甲醇是重要的化工原料,也是一种优质的燃料。
Ⅰ.甲醇脱氢制取甲醛的原理为CH3OH(g)HCHO(g) +H2(g)。某科研小组在2 L密闭容器中充入1 mol CH3OH,对该反应进行了一系列的研究,得到甲醇的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。
(1)下列选项中,能说明该反应达到平衡状态的是__________;
a.v(CH3OH) =v(HCHO) b.H2的体积分数不再变化
c.甲醛的质量分数不再改变 d.混合气体密度不变
(2)在t1时,该反应的平衡常数为K=________________,此温度下,从反应开始到平衡所经过的时间为5 s,则v(HCHO)为_______mol/(L·min)。向此容器中再通入1.1 mol CH3OH和1.1 mol H2,则平衡向_________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动;
(3)600 K时,Y点甲醇的v(正)_______v(逆) (填“>”、“<”或“=”),理由是_____________________;
Ⅱ.已知:CH3OH(g) +CuO(s)=HCHO(g) +Cu(s)+H2O(g) ΔH1=-a kJ/mol;
2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) ΔH2=-b kJ/mol;
(4)则在铜作催化剂时:2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g) ΔH3=______kJ/mol(用含a,b的代数式表示);
Ⅲ.如图所示是以NaOH溶液为电解质溶液的甲醇燃料电池:
(5)a极电极反应式为__________________________,若隔膜为阴离子交换膜,则电池工作一段后,电池负极区溶液中n(OH-)_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
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(甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料,它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防等工业中。工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:
CO(g)2H2(g)CH3OH(g)Q
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 | 0.270 | 0.012 |
(1)判断反应达到平衡状态的依据是( )
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.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)由表中数据判断Q________0 (填“>”、“”或“<”),要提高CO转化率,可采取的措施
是( )
A.加入催化剂 B.充入CO C.充入H2 D.升温
(3)某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得cmol/L,则以CH3OH表示的反应速率v________mol /(L·min),
CO的转化率为________。
(4)原料CO和H2可以由C和H2O反应制取,涉及的反应方程式如下:
C(s)CO2(g) 2CO(g) 平衡常数K1
C(s)H2O(g) CO(g)H2(g) 平衡常数K2
CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g) 平衡常数K3
则K1、K2 、K3之间的关系是:________。
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