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以CO2為碳源選擇性加氫合成甲醇一直是研究的熱點,涉及的主要反應(yīng)如下:
i.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2Og)ΔH1<0
ii.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2
回答下列問題:
(1)在一定溫度下,由最穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol某物質(zhì)的焓變叫做該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓,下表為298K時幾種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。則△H2=
+41.2
+41.2
kJ?mol-1
物質(zhì) H2(g) O2(g) CO(g) CO2(g) H2O(g)
ΔfHm(kJ?mol-1 0 0 -110.5 -393.5 -241.8
(2)反應(yīng)ii的反應(yīng)速率v=v-v=kc(CO2)c(H2)-kcm (CO)cn (H2O),其中k、k分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
k
k
,則m=
1
1
,升高溫度時k-k
增大
增大
(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)在一定溫度下,向1L密閉容器中通入1molCO2(g)和amolH2(g)發(fā)生上述反應(yīng),起始總壓強為21.2MPa。實驗測得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時CH3OH的選擇性隨溫度變化如圖所示。已知:CH3OH的選擇性=
n
C
H
3
OH
消耗的
n
C
O
2
×100%。
①圖中表示平衡時CH3OH的選擇性的曲線為
X
X
(填“X”或“Y”),溫度高于280°C時,曲線Y隨溫度升高而升高的原因是
高于280℃時,以反應(yīng)ii為主,反應(yīng)ii為吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡正向移動,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大
高于280℃時,以反應(yīng)ii為主,反應(yīng)ii為吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡正向移動,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大

②240°C時,反應(yīng)20min容器內(nèi)達(dá)平衡狀態(tài),反應(yīng)ii的K=
2
3
,用CO2表示0~20min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(CO2)=
0.02mol/(L?min)
0.02mol/(L?min)
,初始充入H2的物質(zhì)的量a=
1.12
1.12
mol,反應(yīng)i的平衡常數(shù)Kp=
4.2
4.2
(MPa)-2(計算結(jié)果保留1位小數(shù))。

【答案】+41.2;1;增大;X;高于280℃時,以反應(yīng)ii為主,反應(yīng)ii為吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡正向移動,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大;0.02mol/(L?min);1.12;4.2
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:24引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是(  )

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60引用:6難度:0.6
  • 2.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
    (1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ?mol-1。
    (2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。

    ①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計算)Pa2。
    ②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號)。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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