1.甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应反应来制备甲醇。
I:CH4 ( g ) + H2O ( g ) =CO ( g ) + 3H2 ( g ) △H =+206.0 kJ•mol-1
II:CO ( g ) + 2H2 ( g ) = CH3OH ( g ) △H =—129.0 kJ•mol-1
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O ( g )通入容积为100 L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如右图。
①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示该反应的平均反应速率为 。
②100℃时反应I的平衡常数为 。
(2)在压强为0.1 MPa、温度为300℃条件下,将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是 。
A.c ( H2 )减少 B.正反应速率加快,逆反应速率减慢 C.CH3OH 的物质的量增加
D.重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小 E.平衡常数K增大
2.某研究性学习小组在技术人员的指导下,在某温度时按下列流程探究催化剂作用下的反应速率,用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
①前2s内的平均反应速率v (N2) = 。
②该温度下,反应的平衡常数K = 。
③对于该可逆反应,下列叙述正确的是 (填序号)。
A.该反应在一定条件下能自发进行 B.该反应能有效减少有害气体的排放
C.该反应一旦发生将在很短的时间内完成 D.该反应达到平衡时CO、NO的转化率相等
3.一定条件下,在2L密闭容器中起始投入2 mol NH3和4 mol O2发生反应:
4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
测得平衡时数据如下:
平衡时物质的量(mol) n(NO) n(H2O)
温度T1 1.6 2.4
温度T2 1.2 1.8
①在温度T1下,若经过10min反应达到平衡,则10min内反应的平均速率v(NH3)= 。
②温度T1和T2的大小关系是T1 T2(填“>”、 “<”或“=”)。
4.能说明反应2CH3OH(l)+H2S(g) (CH3)2S(l) +2H2O(l)达平衡状态的是 。
A. v(CH3OH) = 2v(H2S) B. 恒容容器中,体系的压强不再改变
C. 恒容容器中,体系中气体的密度不再改变
D. 恒容容器中,气体的摩尔质量不再改变
5.若在恒温恒容的容器内进行反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有 。(填字母)
A.CO百分含量保持不变 B.容器中H2浓度与CO浓度相等
C.容器中混合气体的密度保持不变 D.CO的生成速率与CH3OH的生成速率相等
工业上利用甲醇制备氢气的常用方法:甲醇蒸汽重整法。该法中的一个主要反应为CH3OH(g) CO(g)+2H2(g),此反应能自发进行的原因是 。
6.二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一,以CO2与H2为原料还可合成液体燃料甲醇(CH3OH),其反应的化学方程为:
CO2(g)+3H2(g)