【題目】探究CH3OH合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素,有利于提高CH3OH的產(chǎn)率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應(yīng)如下:

Ⅰ.

Ⅱ.

Ⅲ.

回答下列問(wèn)題:

(1)_________

(2)一定條件下,向體積為VL的恒容密閉容器中通入1 mol CO23 mol H2發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),容器中CH3OH(g)ɑ mol,COb mol,此時(shí)H2O(g)的濃度為__________molL-1(用含a、b、V的代數(shù)式表示,下同),反應(yīng)的平衡常數(shù)為___________。

(3)不同壓強(qiáng)下,按照n(CO2)n(H2)=13投料,實(shí)驗(yàn)測(cè)定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如下圖所示。

已知:CO2的平衡轉(zhuǎn)化率=

CH3OH的平衡產(chǎn)率=

其中縱坐標(biāo)表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖___________(填“甲”或“乙”);壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的順序?yàn)?/span>___________;圖乙中T1溫度時(shí),三條曲線幾乎交于一點(diǎn)的原因是___________

(4)為同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率,應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為_________(填標(biāo)號(hào))

A.低溫、高壓 B.高溫、低壓 C.低溫、低壓 D.高溫、高壓

【答案】+40.9 p1、p2p3 T1時(shí)以反應(yīng)Ⅲ為主,反應(yīng)Ⅲ前后氣體分子數(shù)相等,壓強(qiáng)改變對(duì)平衡沒(méi)有影響 A

【解析】

根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱;利用三個(gè)反應(yīng),進(jìn)行濃度和化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算;結(jié)合圖形根據(jù)勒夏特列原理考慮平衡移動(dòng)的方向,確定溫度和壓強(qiáng)變化時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率之間的關(guān)系得到相應(yīng)的答案。

(1).根據(jù)反應(yīng)I+II=III,則H3=H1+H2=-49.5kJmol-1+(-90.4 kJmol-1)=+40.9 kJmol-1;

(2).假設(shè)反應(yīng)II中,CO反應(yīng)了xmol,則II生成的CH3OHxmol,I生成的CH3OH(a-x)mol,III生成CO(b+x)mol,根據(jù)反應(yīng)I,反應(yīng)II ,反應(yīng)III,所以平衡時(shí)水的物質(zhì)的量為(a-x)mol+(b+x)mol =(a+b)mol,濃度為:;平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量為1mol-(a-x)mol-(b+x)mol=(1-a-b)mol,H2的物質(zhì)的量為3mol-3(a-x)mol-2x-(b+x)mol=(3-3a-b)mol,CO的物質(zhì)的量為bmol,水的物質(zhì)的量為(a+b)mol,則反應(yīng)III的平衡常數(shù)為:;

(3).反應(yīng)III為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),則CH3OH的平衡產(chǎn)率減少,所以圖甲表示CH3OH的平衡產(chǎn)率,圖乙中,開(kāi)始升高溫度,由于反應(yīng)III為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,反應(yīng)III為吸熱反應(yīng),升高溫度反應(yīng)III向正反應(yīng)方向移動(dòng),升高一定溫度后以反應(yīng)III為主,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率又升高,所以圖乙表示CO2的平衡轉(zhuǎn)化率;壓強(qiáng)增大,反應(yīng)III是氣體體積減小的反應(yīng),反應(yīng)III平衡正向移動(dòng),反應(yīng)III氣體體積不變化,平衡不移動(dòng),故壓強(qiáng)增大CH3OH的平衡產(chǎn)率增大,根據(jù)圖所以壓強(qiáng)關(guān)系為:p1>p2>p3;溫度升高,反應(yīng)III平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)III向正反應(yīng)方向移動(dòng),所以T1溫度時(shí),三條曲線交與一點(diǎn)的原因?yàn)椋?/span>T1時(shí)以反應(yīng)III為主,反應(yīng)III前后分子數(shù)相等,壓強(qiáng)改變對(duì)平衡沒(méi)有影響;

(4).根據(jù)圖示可知,溫度越低,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越大,CH3OH的平衡產(chǎn)率越大,壓強(qiáng)越大,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越大,CH3OH的平衡產(chǎn)率越大,所以選擇低溫和高壓,答案選A。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列敘述中正確的有

該原子的電子排布圖,最外層違背了洪特規(guī)則

②處于最低能量狀態(tài)原子叫基態(tài)原子,過(guò)程中形成的是發(fā)射光譜

③運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論,離子的空間構(gòu)型為三角錐型

④具有相同核外電子排布的粒子,化學(xué)性質(zhì)相同

NCl3 N-Cl 鍵的鍵長(zhǎng)比 CCl4 C-Cl 鍵的鍵長(zhǎng)短

A.1 個(gè)B.2 個(gè)C.3 個(gè)D.4 個(gè)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】用軟錳礦(主要成分為MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)BaS制備高純MnCO3的工藝流程如下:

已知:MnO2是一種兩性氧化物;25℃時(shí)相關(guān)物質(zhì)的Ksp見(jiàn)下表。

物質(zhì)

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Al(OH)3

Mn(OH)2

Ksp

回答下列問(wèn)題

(1)軟錳礦預(yù)先粉碎的目的是____________MnO2BaS溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為MnO的化學(xué)方程式為________。

(2)保持BaS投料量不變,隨MnO2BaS投料比增大,S的量達(dá)到最大值后無(wú)明顯變化,而Ba(OH)2的量達(dá)到最大值后會(huì)減小,減小的原因是________。

(3)濾液I可循環(huán)使用,應(yīng)當(dāng)將其導(dǎo)入到________操作中(填操作單元的名稱)。

(4)凈化時(shí)需先加入的試劑X________(填化學(xué)式)。再使用氨水調(diào)溶液的pH,則pH的理論最小值為_______(當(dāng)溶液中某離子濃度時(shí),可認(rèn)為該離子沉淀完全)。

(5)碳化過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】以菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含少量SiO2Fe2O3A12O3)為原料制備高純鎂砂的工藝流程如下:

已知浸出時(shí)產(chǎn)生的廢渣中有SO2,Fe(OH)3Al(OH)3。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.浸出鎂的反應(yīng)為

B.浸出和沉鎂的操作均應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行

C.流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有NH3、NH4Cl

D.分離Mg2+Al3+、Fe3+是利用了它們氫氧化物Ksp的不同

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】α-氰基丙烯酸異丁酯可用作醫(yī)用膠,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下。下列關(guān)于α-氰基丙烯酸異丁酯的說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.其分子式為 C8H11NO2

B.分子中的碳原子有3種雜化方式

C.分子中可能共平面的碳原子最多為6個(gè)

D.其任一含苯環(huán)的同分異構(gòu)體中至少有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】化合物F是合成吲哚-2-酮類藥物的一種中間體,其合成路線如下:

()

知:Ⅰ.

Ⅱ.

Ⅲ.

Ar為芳基;X=Cl,Br;ZZ=COR, CONHRCOOR等。

回答下列問(wèn)題:

(1)實(shí)驗(yàn)室制備A的化學(xué)方程式為___________,提高A產(chǎn)率的方法是______________A的某同分異構(gòu)體只有一種化學(xué)環(huán)境的碳原子,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______________。

(2)CD的反應(yīng)類型為____________;E中含氧官能團(tuán)的名稱為____________。

(3)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____________,F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____________。

(4)Br2的反應(yīng)與Br2和苯酚的反應(yīng)類似,以為原料合成,寫(xiě)出能獲得更多目標(biāo)產(chǎn)物的較優(yōu)合成路線(其它試劑任選)________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素。試回答下列問(wèn)題:

1)元素d基態(tài)原子包含____種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子,這些電子位于____種能量不同的原子軌道中。

2h的單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光,請(qǐng)用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋發(fā)光的原因:_____。

3o、p兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表:

元素

o

p

電離能/kJ·mol-1

I1

717

759

I2

1509

1561

I3

3248

2957

比較兩元素的I2I3可知,氣態(tài)o2+再失去一個(gè)電子比氣態(tài)p2+再失去一個(gè)電子難。對(duì)此,你的解釋是_____。

4)第3周期8種元素按單質(zhì)熔點(diǎn)高低的順序如圖()所示,其中電負(fù)性最大的是____(I圖中的序號(hào))。表中所列的某主族元素的電離能情況如圖()所示,則該元素是_____(填元素名稱)

5a、d、l三種元素可形成一種離子化合物,其中的化學(xué)鍵類型除了離子鍵,還包括____。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某學(xué)生做濃硫酸性質(zhì)的實(shí)驗(yàn):

實(shí)驗(yàn)一:在一個(gè)白色的點(diǎn)滴板的孔穴中先分別加入小紙片、少量CuSO4·5H2O;然后再分別滴入幾滴濃硫酸,觀察現(xiàn)象;卮鹣铝袉(wèn)題:

1)濃硫酸滴入小紙片上,小紙片變__(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象),說(shuō)明濃硫酸具有__性。

2)濃硫酸滴入CuSO4·5H2O中,膽礬__(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象),說(shuō)明濃硫酸具有__性。

實(shí)驗(yàn)二:按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。玻璃管中放的是蘸有品紅溶液的濾紙,玻璃管口處纏放蘸有NaOH溶液的棉花。給試管加熱,觀察現(xiàn)象,一段時(shí)間以后,停止加熱。

回答下列問(wèn)題:

3)寫(xiě)出a處反應(yīng)的化學(xué)方程式:__。

4)試管中的液體反應(yīng)一段時(shí)間后,b處濾紙條的變化為__。

5)寫(xiě)出CNaOH的作__。有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式為:__。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】物質(zhì)間紛繁復(fù)雜的轉(zhuǎn)化關(guān)系是化學(xué)的魅力所在,下列選項(xiàng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在一定條件下不能一步實(shí)現(xiàn)的是(

A.SiSiO2SiB.NO2HNO3NO2

C.FeFeCl3FeD.SSO2S

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