問題詳情:
(一)工業上,在Cu2O/ZnO 作催化劑的條件下發生反應:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H
(1)已知:CH3OH(l)=CH3OH(g) △H=+35.2kJ•mol-1,根據表:
物質 | H2(g) | CO(g) | CH3OH(l) |
燃燒熱/kJ•mol-1 | -285.8 | -283.0 | -726.5 |
反應CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H=______kJ•mol-1
(2)向2L恆容密閉容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g),發生反應合成*醇,反應過程中n(CH3OH)與時間(t)及溫度的關係如圖1所示。在500℃恆壓條件下,請在圖1中畫出反應體系中n(CH3OH)與時間(t)變化總趨勢圖。
____________
(二)*醇還可用CO2與H2在催化劑CZZA(普通銅基催化劑)作用下合成,相關反應如下:
反應ⅠCO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.2kJ•mol-1
反應ⅡCO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2=41.2kJ•mol-1
(3)以CZZA/rGO爲催化劑,在一定條件下,將1mol CO2與3mol H2通入恆容密閉容器中進行反應I和反應II,CO2的平衡轉化率和*醇的選擇率(*醇的選擇率:轉化的CO2中生成*醇的物質的量分數)隨溫度的變化趨勢如圖2所示:
①在553K時,反應體系內CO的物質的量爲______ mol
②隨着溫度的升高,CO2的平衡轉化率增加但*醇的選擇率降低,請分析其原因:______
(三)(4)如圖爲*鹼工業的裝置示意圖,a端進入的物質爲______,工業上還可以利用該裝置,以四*基*化銨[(CH3)4NCl]水溶液爲原料,透過電解法可製備四*基*氧化銨[(CH3)4NOH],則收集到(CH3)4NOH的區域是______(填a、b、c或d),
【回答】
【*】 (1). -92.9 (2). (3). 0.084 (4). 隨溫度升高,反應I放熱,平衡逆移,反應II吸熱,平衡正移且程度較大,所以CO2平衡轉化率增加但*醇的選擇率降低 (5). 精製飽和食鹽水 (6). d
【解析】
【詳解】(1)H2(g)+O2(g)⇌H2O(l) △H=-285.8kJ•mol-1①,
CO(g)+O2(g)⇌CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1②,
CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.5kJ/mol③
CH3OH(l)=CH3OH (g) △H=+35.2kJ•mol-1④
將方程式2①+②-③-④得CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H=(-285.8×2-283.0+726.5-35.2)kJ/mol=-92.9kJ/mol,故*爲:-92.9;
(2)該反應的正反應爲氣體體積減小的反應,恆容條件下隨着反應進行壓強逐漸減小,恆壓條件下壓強不變,與恆容條件相比,相當於增大壓強平衡正向移動,且反應速率比恆容條件下大,則反應達到平衡時間縮短,生成的*醇物質的量增大,所以其圖象爲,故*爲:;
(3)①在553K時,*醇的選擇率爲60%,二氧化碳的轉化率爲21%,則生成CO消耗的n(CO2)=1mol×21%×(1-60%)=0.084mol,根據C原子守恆計算生成的n(CO)=0.084mol,故*爲:0.084;②升高溫度,反應I爲放熱反應,平衡逆向移動,反應II爲吸熱反應,平衡正向移動且程度較大,所以CO2平衡轉化率增加但*醇的選擇率降低,故*爲:隨溫度升高,反應I放熱,平衡逆移,反應II吸熱,平衡正移且程度較大,所以CO2平衡轉化率增加但*醇的選擇率降低;
(4)*鹼工業中,陽極上*離子失電子生成*氣、*極上水得電子生成*氣和*氧根離子,離子交換膜爲陽離子交換膜,*離子進入右側,則a爲精製飽和食鹽水、b爲稀NaCl溶液、d爲NaOH溶液、c爲稀NaOH溶液;工業上還可以利用該裝置,以四*基*化銨[(CH3)4NCl]水溶液爲原料,透過電解法可製備四*基*氧化銨[(CH3)4NOH],陽極上生成*氣、*極上生成*氣,四*基銨離子透過陽離子交換膜加入右側得到(CH3)4NOH,所以d處得到(CH3)4NOH,
故*爲:精製飽和食鹽水;d。
知識點:電化學 膠體
題型:綜合題