【(14分)CO2作为未来碳源,既可弥补因石油、天然气等大量-查字典问答网
分类选择

来自刘文静的问题

  【(14分)CO2作为未来碳源,既可弥补因石油、天然气等大量消耗引起的“碳源危机”,又可有效地解决温室效应。请回答下列问题:(1)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生】

  (14分)CO2作为未来碳源,既可弥补因石油、天然气等大量消耗引起的“碳源危机”,又可有效地解决温室效应。请回答下列问题:

  (1)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H=+206kJ·mol-1。将等物质的量的CH4和H2O(g)充入2L恒容密闭容器,某温度下反应5min后达到平衡,此时测得CO的物质的量为0.10mol,则5min内H2的平均反应速率为。平衡后可以采取下列的措施能使n(CO):n(CH4)增大。

  A.加热升高温度

  B.恒温恒容下充入氦气

  C.恒温下增大容器体积

  D.恒温恒容下再充入等物质的量的CH4和H2O

  (2)工业上可以利用CO为原料制取CH3OH。

  已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5kJ·mol-1

  CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41.3kJ·mol-1

  ①试写出由CO和H2制取甲醇的热化学方程式。

  ②该反应的△S0(填“>”或“<”或“=”),在情况下有利于该反应自发进行。

  (3)某科研人员为研究H2和CO合成CH3OH的最佳起始组成比n(H2):n(CO),在lL恒容密闭容器中通入H2与CO的混合气(CO的投入量均为1mol),分别在230°C、250°C和270°C进行实验,测得结果如下图,则230℃时的实验结果所对应的曲线是(填字母);理由是。列式计算270℃时该反应的平衡常数K:。

  

1回答
2020-10-25 22:52
我要回答
请先登录
罗旆晅

  (1)0.03mol/(Lmin);AC;(2)CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)△H=-90.8kJmol-1;<低温(3)X该反应是放热反应,温度越低转化率越高;K===1.

  分析:

  (1)5min内CO的平均化学反应速率v=△c/△t=0.1mol/(2L×5min)=0.01mol/(Lmin)氢气表示的平均反应速率是一氧化氮的3倍,即为0.03mol/(Lmin);根据反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H=+206kJ·mol-1A.加热升高温度,化学平衡正向移动,所以一氧化碳浓度增加,甲烷浓度减小,所以比值会增大,故A正确;B.恒温恒容下充入氦气,各组分的浓度不变,所以平衡不移动,比值不变,故B错误;C.恒温下增大容器体积则压强减小,化学平衡正向移动,所以一氧化碳浓度的减少量少于甲烷浓度减小量,所以比值会增大,故C正确;D.恒温恒容下再充入等物质的量的CH4和H2O,相当于增大压强,化学平衡逆向动,所以一氧化碳浓度增加量少于甲烷浓度增加量,所以比值会减小,故D错误;(2)①已知:①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5kJ·mol-1②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41.3kJ·mol-1CO和H2制取甲醇的热化学方程式可以经过①-②得到,所以该反应的焓变△H=(-49.5kJmol-1)-(+41.3kJmol-1)=-90.8kJmol-1,所以CO和H2制取甲醇的热化学方程式:CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)△H=-90.8kJmol-1②该反应气体分子数减少为熵减即△S<0,放热反应即△H<0,由△G=△H-T△S可得:低温下有利于反应的自发进行。(3)合成甲醇是放热反应,温度越低CO转化率越大,结合图象可知,230℃的实验结果所对应的曲线是X;270℃时该反应的平衡常数K===1

  考点:

  解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。了解化学平衡常数的含义,能利用化学平衡常数进行相关计算。理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响,认识并能用相关理论解释其一般规律。了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

2020-10-25 22:53:59

最新问答

推荐文章

猜你喜欢

附近的人在看

推荐阅读

拓展阅读

  • 大家都在看
  • 小编推荐
  • 猜你喜欢
  •