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天然气是一种清洁的化石燃料,也是引起温室效应的一种物质。天然气的综合利用对节能减排、高效利用能源、减少二氧化碳排放有重大意义。作为化工原料,合成甲醇是天然气综合利用的重要途径。

CH4(g)+ CO2(g) 2CO(g)+ 2H2(g)△H=+247.3 kJ·mol—1   ①

CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)  △H=+206.2 kJ·mol—1   ②

Ⅰ、合成甲醇的主要反应为:2H2(g)+ CO(g)CH3OH(g) △H=-90.8 kJ·mol—1 

(1)该反应熵变△S________0(填“>、=或<”),该反应在______(填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。

(2)生产过程中,合成气要循环,其目的是:________________________________

(3)T℃下此反应的平衡常数为160。某时刻测得各组分的浓度如下,比较此时正、逆反应速率的大小:υ(正)________υ(逆)(填“>”“<”或“=”)

物质

H2

CO

CH3OH

浓度/(mol·L—1)

0.20

0.10

0.40

(4)在恒温恒容条件下,充入一定量的H2和CO,发生上述反应,则该反应达到平衡状态的标志有(__________________)

A.混合气体的密度保持不变    B.混合气体的总压强保持不变

C.甲醇的浓度保持不变       D.υ正(H2)= υ逆(CH3OH)

(5)在恒温恒容条件下,要提高反应2H2(g)+ CO(g) CH3OH(g)中CO的转化率,可以采取的措施是(______________)

A.升温           B.加入催化剂       C.增加CO的浓度

D.增加H2的浓度     E.充入惰性气体      F.分离出甲醇

Ⅱ、合成甲醇的另一反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  △H=-akJ·mol-1(a>0)。

在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中,通入2 molCO2和3mol H2,发生上述反应,测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

(6)下列措施中能使n(CH3OH )/n(CO2 )增大的是______(填编号)。

A.升高温度  

B.恒温恒容下充入He(g)

C.将H2O(g)从体系中分离  

D.恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2

(7)经计算该温度下此反应的平衡常数K=0.20  L2·mol—2。若改变条件_________(填选项),可使K=1。

A.增大压强   B.增大反应物浓度     C.降低温度 

D.升高温度  E.加入催化剂

(8)10min内,用H2表示的该反应的化学反应速率为=_________mol·L—1·min—1

高二化学综合题中等难度题

少年,再来一题如何?
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