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工業(yè)上用CH4和H2O為原料通過下列反應在一定條件下制備新型燃料甲醇,反應如下:

①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1

②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2

請按要求回答下列問題:

(1)將0.20 mol CH4和0.30 mol H2O(g)通入容積為2 L的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應①,達到平衡時CH4的轉化率與溫度、壓強的關系如下圖.當溫度不變縮小體積時此反應的逆反應速率(填“增大”、“減小”或“不變”)________;ΔH1________0,p1________p2(均填“<”、“=”或“>”);p1、100℃時平衡常數的值K=________.

(2)為了探究反應②合成甲醇適宜的溫度和壓強,某同學設計了以下三組實驗,部分實驗條件已經填在下面實驗設計表中,請在空格中填入剩余的實驗條件數據.

若在300℃時其他條件不變,將該反應容器容積壓縮到原來的1/2,重新平衡時CH3OH的物質的量的變化是________,K的變化是________(均填“增大”,“減小”或“不變”).

(3)已知在常溫常壓下:2CH3OH(I)+3O2(g) 2CO2(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol

H2O(g)=H2O(I) ΔH=-44.0 kJ/mol,請計算32 g新型燃料甲醇完全燃燒生成液態(tài)水放出熱量為________kJ.

(4)新型燃料甲醇還可以用做燃燒電池,其反應原理如下圖所示,電池工作時電子移動方向是(極板用M、N表示)________,負極電極反應式為________.

若以該燃料電池作為電源,用石墨作電極電解500 mL飽和食鹽水,當兩極共收集到1.12 L(標準狀況下、不考慮氣體的溶解及反應)時,常溫下所得溶液的pH=________(假設反應前后溶液體積不變).

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

(2013?江西模擬)甲醇是一種很好的燃料,工業(yè)上用CH4和H2O為原料,通過下述反應Ⅰ和Ⅱ來制備甲醇.
(1)將1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反應室(容積為100L),在一定條件下發(fā)生反應:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)…I.CH4的轉化率與溫度、壓強的關系如圖.
①已知100℃時達到平衡所需的時間為5min,則用H2表示的平均反應速率為
0.003mol/(L?min)
0.003mol/(L?min)

②圖中的P1
P2(填“<”、“>”或“=”),100℃時平衡常數為
2.25×10-4
2.25×10-4

③該反應的△H
0(填“<”、“>”或“=”).
(2)在壓強為0.1MPa條件下,將a mol CO與3amol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應生成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0
Ⅱ.
①若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產率的是
BD
BD

A.升高溫度                        B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強增大       D.再充入1mol CO和3mol H2
②為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經填在下面實驗設計表中.
實驗編號 T(℃) n(CO)/n(H2 p(MPa)
l 150
1
3
0.1
2 n
1
3
5
3 350 m 5
A.則上表中剩余的實驗條件數據:a=
150
150
、b=
1
3
1
3

B.根據反應Ⅱ的特點,右上圖是在壓強分別為0.1MPa和5MPa下CO的轉化率隨溫度變化的曲線圖,請指明圖中的壓強Px=
0.1
0.1
MPa.

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科目:高中化學 來源: 題型:

甲醇是一種很好的燃料,工業(yè)上用CH4和H2O(g)為原料,通過反應Ⅰ和Ⅱ來制備甲醇.請回答下列問題:
(1)將1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反應室(容積為100L)中,在一定條件下發(fā)生反應:
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)(Ⅰ)
CH4的轉化率與溫度、壓強的關系如圖1所示.
①已知100℃時達到平衡所需的時間為5min,則用H2表示的平均反應速率為
0.0030mol?L-1?min-1
0.0030mol?L-1?min-1

②圖中的p1
p2(填“<”、“>”或“=”),100℃時的平衡常數為
2.25×10-4
2.25×10-4

③該反應的△H
0,△S
0(填“<”、“>”或“=”).
(2)在壓強為0.1MPa條件下,a mol CO與3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應生成甲醇:
CO(g)+2H2(g)?△H<0 (Ⅱ)
①若容器的容積不變,下列措施可增大甲醇產率的是
BD
BD
(填序號).
A.升高溫度
B.將CH3OH(g)從體系中分離出來
C.恒容下充入He,使體系的總壓強增大
D.再充入a mol CO和3a mol H2
②為了尋找合成甲醇的適宜溫度和壓強,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經填在了下面的實驗設計表中.
實驗編號 T(℃) n(CO)/n(H2 ρ(MPa)
1 150
1
3
0.1
2 n
1
3
5
3 350 m 5
a.表中剩余的實驗數據:n=
150
150
,m=
1
3
1
3

b.根據反應Ⅱ的特點,如圖是在壓強分別為0.1MPa和5MPa下CO的轉化率隨溫度變化的曲線,請指明圖2中的壓強px=
0.1
0.1
MPa.

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科目:高中化學 來源:2012-2013學年湖北省荊州市高三3月第二次質量檢查理綜化學試卷(解析版) 題型:填空題

甲醇是一種很好的燃料,工業(yè)上用CH4和H2O 為原料,通過反應I和Ⅱ來制備甲醇。

⑴將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通人反應室(容積為100L),在一定條件下發(fā)生反應:

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……I。CH4的轉化率與溫度、壓強的關系如右圖所示。

①已知100℃時達到平衡所需的時間為5min,則用H2表示的平均反應速率為                   。

②圖中的P1_       P2(填“<”、“>”或“=”),100℃時平衡常數為          

③該反應的△H         0(填“<”、“>”或“=”)。

(2)在一定條件下,將a mol CO與3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應生成甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)   △H<0  ……Ⅱ

④若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產率的是

A.升高溫度                     B.將CH3OH(g)從體系中分離

C.充人He,使體系總壓強增大    D.再充人lmol CO和3 mol H2

⑤為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經填在下面實驗設計表中。

A.下表中剩余的實驗條件數據:  a=_     ;b=_         

實驗編號

T(℃)

n(CO)/n(H2)

P(Mpa)

1

150

1/3

0.1

2

a

1/3

5

3

350

b

5

B.根據反應Ⅱ的特點,右下圖是在壓強分別為0.1 MPa和5MPa下CO的轉化率隨溫度變化的曲線圖,請指明圖中的壓強Px =           Mpa。

 

 

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科目:高中化學 來源:2012-2013學年江西省、臨川一中高三12月聯考化學試卷(解析版) 題型:填空題

(8分)甲醇是一種很好的燃料,工業(yè)上用CH4和H2O(g)為原料,通過反應I和II來制備甲醇。

請回答下列問題:

(1)將1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入反應室(容積為l00L),在一定條件下發(fā)生反應:

cCH4(g)+H2O(g)  CO(g)+3H2(g)   I。

CH4的轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。

①已知100℃時達到平衡所需的時間為5min,則用H2表示的平均反應速率為         

②圖中的P1           P2(填“<”、“>”或“=”),100℃時平衡常數為           。

③該反應的H        0。(填“<”、“>”或“=”)

(2)在壓強為0.1MPa條件下,a molCO與3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH30H(g)  H<0  Ⅱ。

①若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產率的是         (填序號)。

A.升高溫度                                                          B.將CH3OH(g)從體系中分離

C.充入He,使體系總壓強增大                   D.再充人lmolCO和3 mol H2

②為了尋找合成甲醇的適宜溫度和壓強,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經填在了下面的實驗設計表中。

實驗編號

T(℃)

n(CO)/n(H2)

p(MPa)

l

150

1/3

0.1

2

n

1/3

5

3

350

m

5

a.上表中剩余的實驗條件數據:n=          ,m=           。

b.根據反應Ⅱ的特點,如圖是在壓強分別為0.1MPa和5MPa下CO的轉化率隨溫度變化的曲線圖,請指明圖中的壓強=        MPa。

 

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科目:高中化學 來源:2010-2011學年寧夏高三第五次月考化學試卷 題型:填空題

甲醇是一種很好的燃料,工業(yè)上用CH4和H2O為原料,通過反應Ⅰ和Ⅱ來制備甲醇。

⑴將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反應室(容積為100L),在一定條件下發(fā)生反應:

CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)……Ⅰ。CH4的轉化率與溫度、壓強的關系如上圖。

①已知100℃時達到平衡所需的時間為5min,則用H2表示的平均反應速率為       

②圖中的P1     P2(填“<”、“>”或“=”),100℃時平衡常數為       。

③該反應的△H     0(填“<”、“>”或“=”)。

⑵在壓強為0.1 MPa條件下,將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);△H<0……Ⅱ。

④若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產率的是      。

   A.升高溫度                          B.將CH3OH(g)從體系中分離

    C.充入He,使體系總壓強增大         D.再充入1mol CO和3mol H2

⑤為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經填在下面實驗設計表中。

 

   A.則上表中剩余的實驗條件數據:a=________、b=_______。

   B.根據反應Ⅱ的特點,右上圖是在壓強分別為0.1MPa和5MPa下CO的轉化率隨溫度變化的曲線圖,請指明圖中的壓強Px=_________MPa。

 

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