我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法.
I.已知反应Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)△H=﹣23.5kJ•mol﹣1,该反应在1000℃的平衡常数等于64。在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过l0min后达到平衡.
(1)CO的平衡转化率=
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是
a.提高反应温度
b.增大反应体系的压强
c.选取合适的催化剂
d.及时吸收或移出部分CO2
e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅱ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),请根据图示回答下列问题:
(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)= 。
(2)若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
容器
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反应物投入的量
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反应物的转化率
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CH3OH的浓度
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能量变化 (Q1、Q2、Q3均大于0)
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甲
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1mol CO和2mol H2
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α1
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c1
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放出Q1kJ热量
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乙
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1mol CH3OH
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α2
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c2
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吸收Q2kJ热量
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丙
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2mol CO和4mol H2
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α3
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c3
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放出Q3kJ热量
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则下列关系正确的是( )
A.c1=c2 B.2Q1=Q3 C.2α1=α3 D.α1+α2=1
Ⅲ.以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究,图三是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图.回答下列问题:
(1)B极上的电极反应式为
(2)若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗的甲烷的体积为 (标况下)。