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【题目】CO是现代化工生产的基础原料,下列有关问题都和CO的使用有关。

1 工业上可利用CO生产乙醇:

2COg)+4H2gCH3CH2OHg)+H2Og ΔH1

又已知:H2Ol=== H2Og ΔH2

COg)+H2Og CO2g)+H2g ΔH3

工业上也可利用CO2g)与H2g)为原料合成乙醇:

2CO2g)+6H2g CH3CH2OHg)+3H2Ol ΔH

则:ΔHΔH1ΔH2ΔH3之间的关系是:ΔH___________________

2)一定条件下,H2CO在体积固定的密闭容器中发生如下反应:

4H2g+2COgCH3OCH3g+H2Og),下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据的有___

A2vH2= vCO

BCO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率

C.容器内的压强保持不变

D.混合气体的密度保持不变

E.混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化

3)工业可采用COH2反应合成再生能源甲醇,反应如下:

COg+ 2H2gCH3OHg)在一容积可变的密闭容器中充有10molCO20molH2,在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如(图1)所示。

合成甲醇的反应为 (填放热吸热)反应。

ABC三点的平衡常数KAKBKC的大小关系为

若达到平衡状态A时,容器的体积为10L,则在平衡状态B时容器的体积为_________L

(图2)中虚线为该反应在使用催化剂条件下关于起始氢气与CO投料比和CO平衡转化率的关系图. 当其条件完全相同时,用实线画出不使用催化剂情况下CO平衡转化率的示意图.

CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如(图3)所示,实际生产时条件控制在250 1.3×104 kPa左右,选择此压强的理由是__________________

【答案】1H13H22H3(2)CE;

(3)放热KA=KB>KC2;1.3×104kPa下,CO的转化率已较高,再增大压强CO转化率提高不大,同时生产成本增加,得不偿失。

【解析】

试题分析:(1)2COg)+4H2gCH3CH2OHg)+H2O,H2Ol=== H2Og),2CO2g)+6H2g CH3CH2OHg)+3H2Ol),3×②-2×③,得出:2CO2g)+6H2g CH3CH2OHg)+3H2Ol ΔH=H13H22H3;(2A、用不同物质的反应速率表示达到平衡,要求反应反应方向一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比,题目中没有指明反应的方向,不能表示达到平衡,故错误;B、根据选项A的分析,反应方向都是正反应方向,不能表示达到平衡,故错误;C、反应前后气体系数之和不相等,因此压强不变,说明反应达到平衡,故正确;D、根据密度的定义,组分都是气体,因此气体的质量不变,因为是恒容状态,因此体积不变,密度不变,不能说明反应达到平衡,故错误;E、根据M=m/n,气体质量不变,反应前后气体系数之和不变,n变化,因此当平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡,故正确;(3根据图1,随着温度的升高,CO的转化率降低,说明反应向逆反应方向进行,根据勒夏特列原理,正反应方向是放热反应;化学平衡常数只受温度的影响,温度不变,则化学平衡常数不变,因此KA=KB,此反应正反应方向是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,即KB>KC,因此有KA=KB>KC;

COg+ 2H2g CH3OHg)A点对应

起始: 10 20 0

变化:10×0.5 10×2×0.5 10×0.5

平衡: 5 10 5

此时体积为10L,平衡常数为1,B 点达到平衡,设达到平衡时容器的体积为VL,

COg+ 2H2g CH3OHg)A点对应

起始: 10 20 0

变化:10×0.8 10×2×0.8 10×0.8

平衡: 2 4 8

根据平衡常数的表达式,K=(8/V)/[2/V×(4/V2],因为两者平衡常数相等,即K=1,解得V=2L;

使用催化剂加快反应速率,对化学平衡无影响,因此图像是:

根据图像3,1.3×104kPa下,CO的转化率已较高,再增大压强CO转化率提高不大,同时生产成本增加,得不偿失。

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组合分类

碱性氧化物

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A

Na2CO3

H2SO4

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SO2

CO2

B

NaOH

HCl

NaCl

Na2O

CO

C

NaOH

CH3COOH

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CO

SO2

D

KOH

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CaO

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验温度时的溶解度:NiC2O4> NiC2O4H2O> NiC2O42H2O

温度下:Ksp[Ni(OH)2] = 5.0×10-16Ksp[NiC2O4]=4.0×10-10、Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38、Ksp[Al(OH)3]=3.0×10-34

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Bb点对应的溶液中:Na+S2SO42Cl

Cc点对应的溶液中:Ag+Ca2+NO3Na+

Dd点对应的溶液中:K+NH4+IHCO3

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