[题目]甲醇是重要的化工原料.又可作燃料.I.工业上利用CO生产燃料甲醇.已知2H2 CH3OH(g).则:(1)在恒温恒容的刚性容器中进行该反应.能说明达到平衡状态的是 .(选填字母序号)a.混合气体密度不再改变b.混合气体平均摩尔质量不再改变c.H2.CO.CH3OH的浓度之比为2:1:1d.单位时间内消耗1molCO的同时生成2molH2(2)在密闭容� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

【题目】甲醇是重要的化工原料，又可作燃料。

I.工业上利用CO生产燃料甲醇。已知2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)，则：

（1）在恒温恒容的刚性容器中进行该反应，能说明达到平衡状态的是____。(选填字母序号)

a.混合气体密度不再改变

b.混合气体平均摩尔质量不再改变

c.H2、CO、CH3OH的浓度之比为2：1：1

d.单位时间内消耗1molCO的同时生成2molH2

（2）在密闭容器中按物质的量之比为2:1充入H2和CO，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图1所示。

①逆反应速率：v逆(A)__v正(B)(填“>”、“<”或"=”)

②C点时，H2的平衡转化率为________________，该反应的平衡常数Kp=____kPa－2(用含p2的代数式表达，KP为用气体平衡分压代替气体平衡浓度表示的平衡常数，气体分压=气体总压×气体的物质的量分数)。

II.甲醇水蒸气重整制氢(SRM)系统简单，产物中H2含量高、CO含量低(CO会损坏燃料电池的交换膜)，是电动汽车氢氧燃料电池的理想氢源。反应如下：

反应i(主)：CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) △H1=+49kJ·mol－1

反应ii(副)：H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ·mol－1

温度高于300°C则会同时发生反应iii：CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) △H3

（3）计算△H3=____________.

（4）升温将有利于提高CH3OH转化率，但也存在一个明显的缺点是____________。

（5）催化剂可以改变化学反应速率，但也存在着一种特性叫“催化剂的选择性”。图2为某催化剂条件下，CH3OH转化率、CO生成率与温度的变化关系。随着温度的升高，CO的实际反应生成率与平衡状态生成率相差越来越大的原因是催化剂对____________(填“反应i”或"反应ii”)的选择性低。

【答案】bd ＜ 75% +90kJmol-1 CO含量升高，破坏燃料电池的交换膜反应ii

【解析】

Ⅰ(1)可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等且保持不变，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡；

(2)①温度相同时，p1曲线对应的CH3OH的体积分数较高，则说明增大压强平衡正移，故p1＞p2，且B点温度高于A点温度；

②C点时，CH3OH的体积分数为50%，

V(CH3OH)%=×100%=×100%=50%，解得x=0.75，转化率α(H2)=×100%；平衡常数KP=，p(H2)=×p2，p(CO)=×p2，p(CH3OH)=×p2；

Ⅱ(3)已知：反应i(主)：CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H1=+49kJmol-1
反应ii(副)：H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41kJmol-1
结合盖斯定律：反应i+反应ii即可得反应iii；

(4)根据CO含量升高会损坏燃料电池的交换膜分析；

(5)催化剂的选择性分析判断，随着温度的升高一氧化碳生产率低。

Ⅰ(1)a．该反应气体质量与体积不变，则气体密度为定值，混合气体密度不再改变不能说明达到平衡状态，故a错误；

b．该反应气体质量不变，气体物质的量改变，则混合气体的平均摩尔质量为变化值，混合气体平均摩尔质量不再改变可以说明达到平衡状态，故b正确；

c．H2、CO、CH3OH的浓度之比为2:1:1不能说明达到平衡状态，故c错误；

d．单位时间内消耗1molCO的同时生成2molH2可以说明达到平衡状态，故d正确；

故答案为：bd；

(2)①温度相同时，p1曲线对应的CH3OH的体积分数较高，则说明增大压强平衡正移，故p1＞p2，结合B点温度高于A点温度，则v逆(A)＜v正(B)；

②C点时，CH3OH的体积分数为50%，

V(CH3OH)%=×100%=×100%=50%，解得x=0.75mol，转化率α(H2)= =×100%=75%；平衡常数KP=， p(H2)=×p2，p(CO)=×p2，p(CH3OH)=×p2 ，KP==；

Ⅱ(3)已知：反应i(主)：CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H1=+49kJmol1

反应ii(副)：H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41kJmol1

结合盖斯定律：反应i+反应ii即可得反应iii:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)△H3=(+49+41)kJ/mol=+90kJ/mol；

(4)升温有利于平衡正移，提高CH3OH转化率，但CO含量升高会损坏燃料电池的交换膜；

(5)催化剂的选择性分析判断，随着温度的升高一氧化碳生产率低，说明催化剂对反应ii的选择性差。

练习册系列答案

学霸训练系列答案

尖子生课课练系列答案

七彩的假期生活暑假系列答案

蓝博士暑假作业甘肃少年儿童出版社系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：

【题目】(NH4)2Cr2O7可用作有机合成催化剂、媒染剂、显影液等。某化学兴趣小组对(NH4)2Cr2O7 的部分性质及组成进行探究。已知：Cr2O72-(橙色)+H2O22 CrO42- (黄色)+2H+。请回答下列问题

(1)向盛有少量(NH4)2Cr2O7 固体的试管中．滴加足量浓KOH溶液．振荡、微热，观察到的实验现象有_______________ 。

(2) 为探究(NH4)2Cr2O7 (摩尔质量为 252g/mol)的分解产物．按下图连接好装置，在A中加入5.040 g 样品进行实验。

①仪器C的名称是____________ 。

②连接好装置后需进行的必要橾作是 ________，点燃酒精灯之前需进行的必要橾作是

___________________________。

③反应结束后．依然要通一段时间氮气的原因是 ____________________ ．

④加热A至恒重，观察到D中溶液不变色，同时测得A中残留物为 Cr2O3 ，B中质量变化为1.44g. 写出( NH4)2Cr2O7加热分解的化学方程式：____________。

(3)实验室常用甲醛法测定含( NH4)2Cr2O7 的样品中氮的质量分数(杂质不发生反应)，其反应原理为2Ba2++ Cr2O72-+H2O=2BaCrO4↓+2H+、4NH4++6HCHO=3H++6H2O +(CH2)6N4H+[ 滴定时 l mol(CH2)6N4H+ 与 l mol H+ 相当］．然后用 NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。

实验步骤：称取品8.400g. 配成500mL溶液，移取25.00mL, 样品溶液于250mL锥形瓶中．用氯化钡溶液使Cr2O72- 完全沉淀后加入15.00mL2 0.00molL-1的中性甲醛溶液，摇匀、静置5min 后，加入1- 2 滴酚酞试液，用0 .2000molL-1 NaOH标准溶液滴定至终点。重复上述操作 3次，最终滴定用去NaOH 标准溶液体积的平均值为 30.00mL。