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

2025-03-31 16:46:04
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回答1:

(1)反应的化学平衡常数K=

[CH3OH]
[CO][H2]2

a.恒温、恒容条件下,对于反应前后气体体积变化的反应,当容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡,故a正确;b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时,则可以得出反应只是向着正向进行,不能体现正逆反应速率相等,故b错误;
c.保持容器体积不变,升高温度,平衡向着逆向进行,可降低CO的转化率,故c错误;
d.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间不会提高CH3OH的产量和反应物的转化率,故d错误.
故答案为:
[CH3OH]
[CO][H2]2
;a;
(2)升高温度,平衡向着逆向进行,可降低CO的转化率,但是温度升高,化学反应速率加快,达到化学平衡状态所需时间短,即,故答案为:
(3)根据盖斯定律,反应CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)与反应①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-a kJ?mol-1②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-b kJ?mol-1③H2O(g)=H2O(l)△H=-c kJ?mol-1
1
2
(①-②+③×4)可得CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l),所以反应的焓变△H=
b?a?4c
2
kJ?mol-1
故答案为:
b?a?4c
2

(4)根据装置可以知道d出生成大量的水,所以e电极是通入的氧气,发生电极反应为:O2+4e-+4H+=2H2O,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,根据反应2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g),当消耗甲醇2mol时,转移电子为12mol,所以当6.4g甲醇即0.2mol甲醇完全反应生成CO2时,转移电子是1.2mol,故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O;1.2.