試卷征集
加入會員
操作視頻

中國首次實現(xiàn)了利用二氧化碳人工合成淀粉,為全球的“碳達峰”、“碳中和”起到重大的支撐作用。其中最關鍵的一步是以CO2為原料制CH3OH。在某CO2催化加氫制CH3OH的反應體系中,發(fā)生的主要反應有:
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41.1 kJ?mol-1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH2=-90.0kJ?mol-1
Ⅲ.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3=-48.9kJ?mol-1
(1)反應Ⅲ的平衡常數(shù)表達式為
K=
c
C
H
3
OH
?
c
H
2
O
c
C
O
2
?
c
3
H
2
K=
c
C
H
3
OH
?
c
H
2
O
c
C
O
2
?
c
3
H
2
。
(2)5Mpa時,往某密閉容器中按投料比n(H2):n(CO2)=3:1充入H2和CO2。反應達到平衡時,測得各組分的物質的量分數(shù)隨溫度變化的曲線如圖1所示。

①圖中Y代表(填化學式) 
CH3OH
CH3OH
。
②體系中CO2的物質的量分數(shù)受溫度的影響不大,原因是
溫度改變時,反應Ⅰ和反應Ⅲ平衡移動方向相反
溫度改變時,反應Ⅰ和反應Ⅲ平衡移動方向相反

(3)CO2和H2起始物質的量比為1:3 時,該反應在有、無分子篩膜時甲醇的平衡產率隨溫度的變化如圖2所示,其中分子篩膜能選擇性分離出H2O。溫度低于210℃時,隨著溫度升高有分子篩膜的甲醇產率升高的可能原因是
分子篩分離出H2O促進反應正向進行的程度大于溫度升高反應逆向進行的程度
分子篩分離出H2O促進反應正向進行的程度大于溫度升高反應逆向進行的程度
。

(4)我國科研人員研究出在Cu-ZnO—ZrO2催化劑上CO2氫化合成甲醇的反應歷程如圖3所示。反應②的化學方程式為
*HCOO+4*H=*H3CO+H2O
*HCOO+4*H=*H3CO+H2O
;分析在反應氣中加入少量的水能夠提升甲醇產率的可能原因是
H2O(g)為反應③的反應物,適當加入少量的水能夠促進平衡正移,提升甲醇產率
H2O(g)為反應③的反應物,適當加入少量的水能夠促進平衡正移,提升甲醇產率

【答案】K=
c
C
H
3
OH
?
c
H
2
O
c
C
O
2
?
c
3
H
2
;CH3OH;溫度改變時,反應Ⅰ和反應Ⅲ平衡移動方向相反;分子篩分離出H2O促進反應正向進行的程度大于溫度升高反應逆向進行的程度;*HCOO+4*H=*H3CO+H2O;H2O(g)為反應③的反應物,適當加入少量的水能夠促進平衡正移,提升甲醇產率
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網所有,未經書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:25引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.升高溫度,下列數(shù)據不一定增大的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:31引用:4難度:0.7
  • 2.催化還原CO2是解決溫室效應及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生以下兩個平衡反應。下列有關說法不正確的是( ?。?br />①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
    ②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1

    發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5
  • 3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).

    (1)如圖1是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線.
    ①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有關說法正確的是
     

    a.恒溫、恒容條件下,容器內的壓強不發(fā)生變化則可逆反應達到平衡
    b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應達到平衡
    c.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH3OH的產率
    d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應,達到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉化率為80%
    (2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
    則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ?mol-1
    (3)2009年10月,中國科學院長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
    ①該電池正極的電極反應式為
     

    ②工作一段時間后,當6.4g甲醇完全反應生成CO2時,有
     
    個電子發(fā)生轉移.
    (4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實驗室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是
     
    、
     
    (用相關的電極反應式和離子方程式表示)

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
APP開發(fā)者:深圳市菁優(yōu)智慧教育股份有限公司| 應用名稱:菁優(yōu)網 | 應用版本:5.0.7 |隱私協(xié)議|第三方SDK|用戶服務條款
本網部分資源來源于會員上傳,除本網組織的資源外,版權歸原作者所有,如有侵犯版權,請立刻和本網聯(lián)系并提供證據,本網將在三個工作日內改正