Question

【題目】(一)已知煤氣化制合成氣(CO 和H2)的主要反應(yīng)有：

①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H1＝131.3kJmol﹣1

②C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)△H2＝90kJmol﹣1

(1)有利于提高上述反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率的條件是_____。

A.高溫高壓B.高溫低壓C.低溫高壓D.低溫低壓

(2)研究表明，將C(s)和H2O(g)置于密閉容器中發(fā)生反應(yīng)①，升高溫度，增大壓強(qiáng)，氫氣的含量也顯著增大，理由是_____。

(3)由合成氣制甲醇能發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H＜0，在相同容積的 甲、乙、丙三個恒容密閉容器中分別投入amolCO和2amolH2，三個容器的反應(yīng)溫度分別為 T1、T2、T3且恒定不變，在其他條件相同的情況下，實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)均進(jìn)行到tmin時CO 的體積分?jǐn)?shù)如圖所示。

①三個容器中一定處于化學(xué)平衡狀態(tài)的是_____(填“甲”“乙”或“丙”)；該容器中CH3OH(g)的體積分?jǐn)?shù)為_____。

②在圖中分別畫出反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H＜0在無催化劑、有催化劑兩 種情況下“反應(yīng)過程-能量”示意圖_____。

(二)運(yùn)用電解法，在酸性條件下可以將CO2轉(zhuǎn)化為C3H8O，寫出電解生成C3H8O的電極反應(yīng)式_____。

Answer 1

【答案】B 溫度對平衡正向移動的影響大于壓強(qiáng)對平衡逆向移動的影響 丙 40% 3CO2+18e﹣+18H+＝C3H8O+5H2O

【解析】

(一)(1)反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，氣體分子數(shù)增加，體系壓強(qiáng)增大，升溫、減壓均有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率；

(2)升高溫度，增大壓強(qiáng)，氫氣的含量也顯著增大，說明平衡正向移動，升高溫度對正向移動有利，增大壓強(qiáng)對正向移動不利；

(3)①反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，根據(jù)圖1中T1、T2、T3時CO百分含量，T2＜T1＜T3，結(jié)合化學(xué)平衡移動分析解答，根據(jù)平衡時CO的體積分?jǐn)?shù)和化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)算；

②催化劑降低反應(yīng)的活化能，但不改變反應(yīng)的焓變，據(jù)此作圖；

(二)在酸性條件下可以將CO2轉(zhuǎn)化為C3H8O，H+參與反應(yīng)，反應(yīng)為還原反應(yīng)，H+轉(zhuǎn)化為H2O，據(jù)此寫出電極反應(yīng)式。

(一)(1)反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，氣體分子數(shù)增加，體系壓強(qiáng)增大，升溫、減壓均有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率，所以控制的條件為高溫低壓，故答案為：B；

(2)升高溫度，增大壓強(qiáng)，氫氣的含量 也顯著增大，說明平衡正向移動，升高溫度對正向移動有利，增大壓強(qiáng)對正向移動不利，但平衡仍正向移動，說明溫度對反應(yīng)的影響大于壓強(qiáng)對反應(yīng)的影響，故答案為：溫度對平衡正向移動的影響大于壓強(qiáng)對平衡逆向移動的影響；

(3)①反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，根據(jù)圖3中T1、T2、T3時CO百分含量由小到大依次為T2＜T1＜T3，T1中的狀態(tài)轉(zhuǎn)變成T2中的狀態(tài)，CO百分含量減小，說明平衡正向移動，說明T1未達(dá)平衡狀態(tài)，T2中的狀態(tài)轉(zhuǎn)變成T3中的平衡狀態(tài)，CO百分含量增大，說明平衡逆向移動，說明T2可能達(dá)平衡狀態(tài)，一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是丙，

丙容器中平衡時CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為，可得x＝a，所以CH3OH(g) 的體積分?jǐn)?shù)為；

②催化劑降低反應(yīng)的活化能，但不改變反應(yīng)的焓變，所以能量變化圖為：；

(二)在酸性條件下可以將 CO2轉(zhuǎn)化為 C3H8O，H+參與反應(yīng)，反應(yīng)為還原反應(yīng)，H+轉(zhuǎn)化為H2O，所以電極反應(yīng)為：3CO2+18e﹣+18H+＝C3H8O+5H2O。