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1、第7章化学反应速率和化学平衡（3）1(2018甘肃兰州联考)煤的气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用煤生产水煤气，而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH3OH。(1)如图甲是反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_K2(填“”“”或“”)。由CO合成甲醇时，CO在250 、300 、350 下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如图乙所示，则曲线c所表示的温度为_350_。实际生产条件控制在250 、1.3104 kPa左右，选择此压强的理由是_250 时，1.3104 kP
2、a下CO的转化率已经很高，如果增大压强，CO的转化率提高不多，而生产成本增加很多，得不偿失_。以下有关该反应的说法正确的是_AD_(填字母)。A恒温、恒容条件下，若容器内的压强不发生变化，则可逆反应达到平衡B一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时，可逆反应达到平衡C使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率D某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)0.2 molL1，则CO的转化率为80%(2)一定温度下，向2 L固定体积的密闭容器中加入1 mol CH3OH(g)，发生反应：CH3OH(g)CO(g)
3、2H2(g)。H2的物质的量随时间变化的曲线如图丙所示。02 min内的平均反应速率v(CH3OH)_0.125 molL1min1_。该温度下，反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K_4_。相同温度下，若开始时加入CH3OH(g)的物质的量是原来的2倍，则_D_(填字母)是原来的2倍。A平衡常数BCH3OH的平衡浓度C达到平衡的时间D平衡时气体的密度解析 (1)由图可知，T2T1，升高温度，CO的转化率降低，说明正反应为放热反应，升高温度时K减小，所以K1K2。相同压强下，曲线c对应的转化率最低，则其对应的温度最高，所以曲线c所表示的温度为350 。(2)02 min内n(H
4、2)的改变量为1.0 mol，浓度的变化量为0.5 molL1，则v(H2)0.25 molL1min1，v(CH3OH)0.125 molL1min1；各物质的平衡浓度分别为c(H2)0.5 molL1，c(CO)0.25 molL1，c(CH3OH)0.25 molL1，则反应CH3OH(g)CO(g)2H2(g)的平衡常数K10.25，所以反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K1/K11/0.254。2以焦炭为原料的制氨流程示意如下：焦炭氨气.“精制”过程是将含有少量CO、CO2、O2和H2S等杂质的原料气体通入含有氨水的醋酸二氨亚铜化学式为Cu(NH3)2Ac溶液中，以
5、获得纯净的原料气。其中，吸收CO的反应为COCu(NH3)2AcNH3H2OCu(NH3)3COAcH2OH0。(1)为提高CO的吸收率，可采取的一项措施是_降低温度、增大压强(或其他合理答案)_。(2)除去氧气时，氧气将Cu(NH3)2Ac氧化为Cu(NH3)4Ac2，则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比是_41_。.“造气”过程中，焦炭与水蒸气在反应体系中将发生如下四个反应：C(s)2H2O(g)=CO2(g)2H2(g)H190.2 kJ/molC(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2131.4 kJ/molCO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H3C(s)2H2(g)=C
6、H4(g)H4该体系中，一些物质的平衡组成与温度的关系图如下图所示。(3)由图可知，若采用焦炭与水蒸气反应来获得优质的水煤气，工业生产中应尽量使焦炭和水蒸气在_高温_(填“高温”“低温”或“常温”)条件下进行。(4)H3_41.2 kJ/mol_。(5)下表为碳与氢气合成甲烷的相关数据：温度/6008001 000平衡常数3.21001461.0102 0701.01020 000H4_”“”或“”)。预测1 000 ，焦炭与水蒸气反应体系中甲烷的含量_A_(填字母)。A几乎为0B与CO浓度相当C无法确定解析 (1)吸收CO的反应是气体体积减小的放热反应，要提高CO的吸收率，就要使平衡正向移动
7、，因此可以采取加压或降温的方法。(2)1价铜转化为2价铜，每1 mol Cu失去1 mol e，而1 mol O2可以得到4 mol e，根据电子守恒可知，还原剂Cu(1价)和氧化剂O2的物质的量之比为41。(3)由图可知，温度越高，CO和H2的含量越高，因此工业生产水煤气应在高温下进行。(4)因为方程式方程式方程式，根据盖斯定律可求出H3H1H2(90.2131.4) kJ/mol41.2 kJ/mol。(5)表中数据表明，温度越高，平衡常数越小，所以该反应为放热反应，故H4_v逆(填“”“”或“”)。(2)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应，已知c(CO)反应时间t变化曲线如图所示，若在
8、t0时刻分别改变一个条件，曲线变为曲线和曲线。当曲线变为曲线时，改变的条件是_加入催化剂_。当曲线变为曲线时，改变的条件是_将容器的体积(快速)压缩至2 L_。.利用CO和H2可以合成甲醇，反应原理为CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。一定条件下，在容积为V L的密闭容器中充入a mol CO与2a mol H2合成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。(1)p1_”“”“”或“”)。(4)下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是_C_(填字母)。A使用高效催化剂B降低反应温度C增大体系压强D不断将CH3OH从反应混合物中分离出来解析 .(1)根据化学平衡常数的表达式
9、，K1c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)，K2c(CO)c(H2O)/c(H2)c(CO2)，K3c(H2O)c(CH3OH)/c3(H2)c(CO2)，因此K3K1K2，代入数值，500 时 K32.51.02.5，此时的浓度商Qc0.30.15/(0.830.1)0.88v逆。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375
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