【焦炭与CO、CO2、H2均是重要的化工原料,由CO2制备甲-查字典问答网
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  【焦炭与CO、CO2、H2均是重要的化工原料,由CO2制备甲醇过程可能涉及的反应如下:反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.58kJ•mol-1反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H】

  焦炭与CO、CO2、H2均是重要的化工原料,由CO2制备甲醇过程可能涉及的反应如下:

  反应Ⅰ:CO2 (g)+3H2 (g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.58kJ•mol-1

  反应Ⅱ:CO2 (g)+H2 (g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2=+41.19kJ•mol-1

  反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H3

  回答下列问题:

  (1)反应Ⅲ的△H3=___,反应Ⅲ自发进行的条件是___(填“较低温”、“较高温”或“任何温度”).

  (2)将焦炭与水蒸气置于容积为2L的密闭容器中发生反应:C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g),其中H2O、CO的物质的量随时间的变化曲线如图1所示.

  ①0~1min 内用H2表示该反应的速率为___,第一个平衡时段的平衡常数是___.

  ②若反应进行到2min时,改变了温度,使曲线发生如图所示的变化,则温度变化为___(填“升温”或“降温”).

  ③反应至5min时,若也只改变了某-个条件,使曲线发生如图所示的变化,该条件可能是下述中的___.

  a.加入了C(s) b.加入了水蒸气

  c.降低了温度 d.增大了压强

  (3)某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂(发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),测得了不同温度下体系达到平衡时CO2的转化率(曲线a)及CH3OH 的产率(曲线b),如图2所示,请回答问题:

  据图可知当温度高于260℃后,CO的浓度随着温度的升高而___ (填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”),其原因是___.

  (4)若以CO、O2、K2CO3等构成的熔融盐电池为电源,用惰性电极电解200mL 饱和食盐水,则负极上的电极反应式为___,当有2.8g燃料被消耗时,电解池中溶液的pH=___(常温下,忽略溶液的体积变化,不考虑能量的其他损耗).

1回答
2020-10-23 19:58
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戴帅湘

  反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.58kJ•mol-1

  反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2=+41.19kJ•mol-1

  反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H3

  根据盖斯定律,反应Ⅲ可以是Ⅰ-Ⅱ得到,所以反应Ⅲ的焓变△H2=(-49.58kJ•mol-1)-(+41.19kJ•mol-1)=-90.77kJ•mol-1,根据反应自发行的判据:△H-T△S<0,反应Ⅲ是熵减的放热的反应,所以要自发进行需要在较低温下进行,

  故答案为:-90.77kJ•mol-1;较低温;

  (2)①根据图象可知,在第一个平衡时段的CO的物质的量为0.2mol,则此时生成的H2也是0.2mol,0~1min内用H2表示该反应的速率=0.2mol2L1min

2020-10-23 20:03:19

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