问题 问答题

CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛.

已知(Ⅰ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H1=-90.1kJ•mol-1

(Ⅱ)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-49.0kJ•mol-1

(Ⅲ)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H3=-41.1kJ•mol-1

(Ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ•mol-1

回答下列问题:

(1)写出由H2和CO直接制备二甲醚的热化学方程式为______.根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响______.

(2)有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3)、压强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如图甲所示.其中CO转化率随温度升高而降低的原因是______.

(3)由CO和H2在催化剂作用下,也可以合成甲醇.反应原理为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).

①对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP),则以上反应KP=______;

②在容积均为1L的密闭容器(a、b、c、d、e)中,分别充入1molCO和2molH2等量混合气体,在不同的温度下(温度分别为T1、T2、T3、T4、T5),经相同的时间,在t时刻,测得容器甲醇的体积分数(如图乙所示).解析在T1~T2及T4~T5二个温度区间,容器内甲醇的体积分数如图乙所示的变化趋势,其原因是______.

③在不改变反应物用量情况下,将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态,可采取的措施有(写出2点)______、______.

答案

(1)Ⅰ、CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1=-90.1kJ•mol-1

Ⅳ、2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ•mol-1

依据盖斯定律Ⅰ×2+Ⅳ得到:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3+H2O(g),△H=-204.7kJ•mol-1

该反应是气体体积减小的反应,增加压强,平衡正向进行,反应速率加快,CO和H2的转化率增大,CH3OCH3产率增加,

故答案为:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g),△H=-204.7kJ•mol-1;增大压强,化学反应速率增大,平衡正向移动,CO和H2转化率增大,CH3OCH3产率增加;

(2)CO转化率随温度升高而降低,是因为反应是放热反应,升温平衡逆向进行,故答案为:反应放热,温度升高,平衡逆向移动;

(3)①平衡常数指的是:生成物浓度之幂或分压力的乘积与反应物浓度的幂或分压力的乘积之间的比值,故KP=

c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)

故答案为:

c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)

②反应进行到t时刻时,a、b没有达到平衡状态,c、d、e达到平衡状态,故T1-T2区间,化学反应未达到平衡状态,温度越高,化学反应速率越快,所以甲醇的体积分数随着温度的升高而提高.T3-T4区间,化学反应已达到平衡状态,由于正反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以甲醇的体积分数减少,

故答案为:T1-T2区间,化学反应未达到平衡状态,温度越高,化学反应速率越快,所以甲醇的体积分数随着温度的升高而提高.T3-T4区间,化学反应已达到平衡状态,由于正反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以甲醇的体积分数减少;

③将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态,即降低甲醇的含量,使平衡逆向移动,可采取的措施有:升温、减压,

故答案为:升温;降压.

多项选择题

2004年××月××日8时20分,某市某化塑制品厂发生火灾,整个厂房被烧毁,造成直接经济损失达127.6万元。
当日8时上班后,工人孙某在该化塑制品厂压球车间门口西侧用电焊焊接压模。焊接现场的周围除一条3m宽的通道外,堆满了袋装成品浮球及废料,还有数个装丙酮、乙烷的铁桶。8时20分左右,拌料员谷某要在孙某作业处西侧约1.5m左右的地方,从铁桶中抽取丙酮,即告诉孙某要先停止电焊,孙某同意后便离开作业处。谷某用塑料管从铁桶中向塑料桶中抽取丙酮,由于操作不当将丙酮洒在水泥地面上,谷某没有采取任何措施就离开了现场。孙某回到作业处,没有检查也没有采取任何防护继续电焊。在焊接约3cm长的一段接缝时,电焊溅起的火花将洒在地上的丙酮点燃。孙某见起火用正在焊接的方模去压地上的火苗,但火苗仍然四溅。孙某与另一名工人先后取来3只灭火器,均未启动。火借风势迅速蔓延,整个厂区被大火吞噬。直到15时,大火才被扑灭。
事故发生后,该市某区人民检察院受理了此案,这起火灾事故是由于违章堆放危险品,遇明火而引起,谷某等4人对此负有责任。经现场勘查和调查认定,谷某、孙某在生产过程中,违反规章制度,导致发生特大火灾,造成集体财产遭受严重损失,他们的行为触犯《中华人民共和国刑法》114条的规定,构成重大责任事故罪。厂领导孙某和厂长对某身为企业管理人员,不认真履行职责,对厂内事故隐患熟视无睹,对工人的违章作业放任自流,以至于操作工人在事故隐患区域作业面发生特大火灾,他们的行为触犯了《中华人民共和国刑法》187条的规定,构成玩忽职守罪。
根据以上情形回答下列问题(1~3题为单选题,只有一个正确的答案。4~8题为多选题,有两个或两个以上的正确答案。)

扑救B类火灾应选用( )灭火器。

A.干粉

B.水型

C.卤代烷

D.二氧化碳

E.泡沫

单项选择题