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  制取甲醇的方法很多,请根据以下材料回答相应问题.【方法一】利用工业废气中的CO2制取甲醇.已知a.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H═-41kJ•mol-1b.部分物质的反应能量变化如图Ⅰ

  制取甲醇的方法很多,请根据以下材料回答相应问题.

  【方法一】利用工业废气中的CO2制取甲醇.

  已知a.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H═-41kJ•mol-1

  b.部分物质的反应能量变化如图Ⅰ:

  (1)写出由CO2(g)与H2(g)制取CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式______.

  【方法二】如图Ⅱ所示,利用原电池原理将CO转化为甲醇.

  (2)该电池中正极的电极反应式为______.

  【方法三】在恒容密闭容器中,用ZnO-Cr2O3作催化剂,于一定温度和压强下,用反应.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)生产甲醇.

  (3)一定温度下,在体积为2L的密闭容器中充入H2和CO合成CH3OH,各组份的物质的量浓度随时间的变化情况如表所示:

  反应时间/min

  物质的量浓度/mol•L-1031012C(H2)2 C(CO) 0.5000.2500.250C(CH3OH)00.5000.7500.750①0~10min,v(H2)=______,该温度下此反应的化学平衡常数为______,平衡时容器内的压强与起始压强比为12

  12

  .

  ②下列说法正确的是______(填字母序号)

  a.其它条件不变,增大CO的浓度,H2的转化率最大

  b.当容器内混合气体密度不再发生变化时,反应达到平衡状态

  c.使用催化剂(ZnO-Cr2O3)的目的是为了使vd>v逆

  ③12min时,若将容器的体积缩小为原来的一半且其它条件不变,16min时反应重新达到平衡,此时c(CH3OH)=1.674mol•L-1,c(H2)=0.652mol•L-1,请在图中用曲线表示112min~18min阶段c(CO)随时间变化的趋势,并在纵轴上标注c(CO)起点及终点的值.

1回答
2020-10-31 02:05
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沈玉英

  (1)已知CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H═-41kJ•mol-1①,

  由图象写出CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)(g)△H=419-501=-91kJ•mol-1②,

  根据盖斯定律:方程②-①得CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=-50kJ•mol-1;

  故答案为:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=-50kJ•mol-1;

  (2)正极上CO得电子与氢离子结合生成甲醇,则正极的电极方程式为:CO+4e-+4H+=CH3OH;

  故答案为:CO+4e-+4H+=CH3OH;

  (3)①已知开始时C(H2)=2mol/L,设C(CO)为amol/L,转化的CO为xmol/L

  则 CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)

  开始(mol/L):a 2 0

  反应(mol/L):x 2x x

  平衡(mol/L):a-x 2-2x x

  已知平衡时甲醇为0.750mol/L,CO为0.25mol/L,则x=0.750,a=1mol/L,

  0~10min,v(H2)=2×0.750mol/L10min

2020-10-31 02:06:27

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