问题标题:
【二氧化碳与氢气催化合成甲醇,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=-46kJ•mol-1(1)甲醇可与钠反应,写出反应的化学方程式:___.(2)已知H-H、C-O、C═0、H-O键的键能依】
问题描述:
二氧化碳与氢气催化合成甲醇,发生的反应为:
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=-46kJ•mol-1
(1)甲醇可与钠反应,写出反应的化学方程式:___.
(2)已知H-H、C-O、C═0、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、326kJ•mol-1、803kJ•mol-1、464kJ•mol-1,则C-H键的键能为___kJ•mol-1.
(3)一定条件下,将n(CO2):n(H2)=1:1的混合气充入绝热恒容密闭容器中发生反应,下列事实可以说明该反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是___(填字母)
A、容器内气体密度保持不变 B、CO2的体积分数保持不变
C、该反应的平衡常数保持不变 D、混合气体的平均相对分子质量不变
(4)一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入1.2molCO2和3.6molH2,发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g).在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,在相同时间内CO2转化率随温度变化的数据如表所示,根据表中数据绘制如图(T5时,图中c点转化率为66.67%,即转化了
反应Ⅰ | 65% | 77% | 80% | 80% | 66.67% |
反应Ⅱ | 56% | 67% | 76% | 80% | 66.67% |
反应Ⅲ | 48% | 62% | 72% | 80% | 66.67% |
②T3的b点v(正)___v(逆).(填“>”“<”“=”)
③T4的a点转化率比T5的c点高原因是___.
④在温度为T5时,该反应的平衡常数K=___.
汤志宏回答:
(1)根据有机物中羟基与活泼金属的反应原理:2CH3OH+2Na→2CH3ONa+H2↑,故答案为:2CH3OH+2Na→2CH3ONa+H2↑;
(2)△H=E(反应物的键能)-E(生成物的键能)
-46kJ•mol-1=2E(C═0)+3E(H-H)-3E(C-H)-E(C-O)-E(H-O)-2E(H-O)
=2×803kJ•mol-1+3×436kJ•mol-1-3E(C-H)-326kJ•mol-1-464kJ•mol-1-2×464kJ•mol-1
可得:E(C-H)=414kJ•mol-1,故答案为:414;
(3)A.由ρ(混合气体)=m(混合气体)V
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