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甲醇(CH3OH)可以与水蒸气反应生成氢气,反应方程式如下:CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)
一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入1mol CH3OH(g)和3mol H2O(g),20s后达到平衡,测得混合气体的压强是反应前的1.2倍.
(1)20s中用甲醇表示的该反应的平均速率为多少?
(2)甲醇的平衡转化率为多少?
【答案】分析:根据压强之比等于物质的量之比,计算平衡后混合气体的总的物质的量,令参加反应的甲醇的物质的量为xmol,利用差量法计算x的值,
(1)根据v=计算v(CH3OH);
(2)甲醇的转化率=×100%.
解答:解:根据压强之比等于物质的量之比,故反应后混合气体总的物质的量=1.2×(1mol+3mol)=4.8mol,
令参加反应的甲醇的物质的量为xmol,则:
CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)  物质的量增大△n
1                                        2
xmol                                     4.8mol-4mol=0.8mol
故x=0.4mol
(1)v(CH3OH)==0.01mol/(L?s),
答:20s中用甲醇表示的该反应的平均速率为0.01mol/(L?s).
(2)甲醇的转化率=×100%=40%,
答:甲醇的转化率为40%.
点评:本题考查化学平衡的有关计算,比较基础,注意利用差量法计算参加反应的甲醇的物质的量.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2012?潮州二模)为减少和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究.甲醇是一种可再生燃料,它的沸点为64.7℃.有科学家提出绿色构想:把含有CO2的空气或工业尾气通入碳酸钾溶液中,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后得到甲醇,其构想流程如下:(相对原子质量:C-12  O-16   Ca-40   Ba-137)

试回答下列问题:
(1)写出分解池中发生反应的化学方程式
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+CO2↑+H2O
2KHCO3
  △  
.
 
K2CO3+CO2↑+H2O

(2)在2×105Pa、300℃合成塔中,若有CO2与H2反应生成32g甲醇和水,放出49.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式:
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH (g)+H2O(g)△H=-49.5kJ?mol-1
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH (g)+H2O(g)△H=-49.5kJ?mol-1
_
删去此空
删去此空

(3)在合成塔中发生的是放热反应,高温不利于甲醇的生成,合成塔中维持300℃的较高温度的原因可能是
该温度下催化剂的活性最高(较低温时反应速率过慢,生产效率低)
该温度下催化剂的活性最高(较低温时反应速率过慢,生产效率低)
;若要提高甲醇的产率,可采取的措施有(写2条):
降温
降温
加压或将水和甲醇从混合体系中分离出来
加压或将水和甲醇从混合体系中分离出来

(4)甲醇的一个重要作用是制燃料电池,常用KOH作电解质溶液,负极的电极反应式为:
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O或:2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O或:2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O

(5)常温常压下,饱和CO2水溶液的pH=5.6,c (H2CO3)=1.5×10-5mol?L-1,若忽略水的电离和H2CO3的二级电离,则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K=
4.2×10-7 mol?L-1
4.2×10-7 mol?L-1
(计算结果保留2位有效数字,己知10-5.6=2.5×10-6).
(6)某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积常数分别为4.96×10-9、2.58×10-9,该同学应该选用较合适的试剂是
AD
AD
(填字母).
A.Ba(OH)2溶液                 B.Ca(OH)2溶液
C.BaCl2和NaOH混合溶液       D.CaCl2溶液.

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科目:高中化学 来源: 题型:

能源短缺是人类面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反应II:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2
下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
①由表中数据判断△H2
0(填“>”、“<”或“=”),
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
BE
BE

A.升高温度         B.将CH3OH(g)从体系中分离     C.使用合适的催化剂
D.充入He,使体系总压强增大            E.按原比例再充入 CO和 H2
③某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的恒容密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol?L-1,则CO的转化率为
80%
80%
,此时的温度为
250°C
250°C
(从上表中选择);
④恒温下,1mol CO和nmol H2在一个容积可变的密闭容器中反应达到平衡后,生成a molCH3OH.若起始时放入3molCO+3nmolH2,则达平衡时生成CH3OH
3a
3a
mol.
(2)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的原电池装置.
①该电池工作时,OH-
极移动(填“正”或“负”),
②该电池正极的电极反应式为
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-

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科目:高中化学 来源: 题型:

甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
(1)分析该反应并回答下列问题:
①平衡常数表达式为K=
c(CH3OH)
c(CO)?c2(H2)
c(CH3OH)
c(CO)?c2(H2)

②下列各项中,不能够说明该反应已达到平衡的是
a、b、c
a、b、c
(填序号).
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化
b.一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
c.一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
d.一定条件下,单位时间内消耗2mol CO,同时生成1mol CH3OH
e.恒温、恒容条件下,容器内的气体密度不发生变化
(2)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
①该反应的焓变△H
0(填“>”、“<”或“=”).
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
K2(填“>”、“<”或“=”
(3)某温度下,向容积为1 L的密闭反应器中充入0.50 mol CO和0.90 mol H2,当反应器中的气体压强不再变化时测得CO的转化率为80%,则该温度下反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)平衡常数为
400
400

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科目:高中化学 来源: 题型:

精英家教网电化学法可消除甲醇(CH3OH)对水质造成的污染.其原理是:通电后Co2+被氧化成Co3+,生成的Co3+把水中的甲醇氧化:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+.某学习小组用如图装置进行实验.下列说法错误的是(  )

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科目:高中化学 来源: 题型:

甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1
反应II:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H2
(1)上述反应“原子经济性”较高的是
 
(填“Ⅰ”或“Ⅱ”).
(2)右表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K).由表中数据判断△H1
 
0(填“>”、“=”或“<”).
(3)某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol?L-1,则CO的转化率为
 
,此时的温度为
 
(从上表中选择).
温度 25℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012

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