以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的反應如下:
I.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49kJ?mol-1
II.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ?mol-1
I.CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH3
回答下列問題:
(1)Kp為分壓平衡常數(shù),各反應的lnKp隨1T的變化如圖所示。計算反應III的ΔH3==-90=-90kJ?mol-1,其對應的曲線為 aa(填“a”或“c”)
(2)在5MPa下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,平衡時,CO和CH3OH在含碳產物中物質的量分數(shù)及CO2的轉化率隨溫度的變化如圖:
①圖中代表CH3OH的曲線為 mm(填“m”或“n”)。
②解釋150~250℃范圍內CO2轉化率隨溫度升高而降低的原因 反應I是放熱反應,反應II是吸熱反應,溫度升高使CO2平衡轉化率減小的程度大于反應II使CO2平衡轉化率增大的程度反應I是放熱反應,反應II是吸熱反應,溫度升高使CO2平衡轉化率減小的程度大于反應II使CO2平衡轉化率增大的程度。
③下列說法錯誤的是 BCBC(填字母)。
A.H2的平衡轉化率始終低于CO2的
B.溫度越低,越有利于工業(yè)生產CH3OH
C.加入選擇性高的催化劑,可提高CH3OH的平衡轉化率
D.150~400℃范圍內,溫度升高,H2O的平衡產量先減小后增大
④270°C時CO的分壓為 0.16MPa0.16MPa,反應II的平衡常數(shù)為 0.12×0.240.76×2.520.12×0.240.76×2.52(列出算式)。
1
T
0
.
12
×
0
.
24
0
.
76
×
2
.
52
0
.
12
×
0
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24
0
.
76
×
2
.
52
【答案】=-90;a;m;反應I是放熱反應,反應II是吸熱反應,溫度升高使CO2平衡轉化率減小的程度大于反應II使CO2平衡轉化率增大的程度;BC;0.16MPa;
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.
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0
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:95引用:4難度:0.6
相似題
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1.CO2的捕集與轉化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應)
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應)
(1)反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應I速率影響更大,其原因是
(2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對相關量的影響如圖所示,工業(yè)生產綜合各方面的因素,反應選擇800℃的原因是
(3)在800℃時,=n(CO2)n(C2H6),充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應,初始壓強為P,一段時間達到平衡,產物的物質的量之和與剩余反應物的物質的量之和相等,該溫度下反應的平衡常數(shù)Kp=13
(4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應:2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應,反應過程中CH4的物質的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關,則T溫度時═k逆k正
(5)我國科學家使用電化學的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M是電源的
②陽極電極反應式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質的量分數(shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( )
A.對于C2H4(g)+H2O(g)?C2H5OH(g),在一定條件下達到平衡狀態(tài)時,體系的總壓強為P,其中C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)均為1mol,則用分壓表示的平衡常數(shù)Kp= 3PB.恒溫恒壓下,在一容積可變的容器中,反應2A(g)+B(g)?2C(g)達到平衡時,A、B和C的位置的量分別為4mol、2mol和4mol,若此時A、B和C均增加1mol,平衡正向移動 C.恒溫恒壓下,在一容積可變的容器中,N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)達到平衡狀態(tài)時,N2、H2、NH3各1mol,若此時再充入3molN2,則平衡正向移動 D.對于一定條件下的某一可逆反應,用平衡濃度表示的平衡常數(shù)和平衡分壓表示的平衡常數(shù),其數(shù)值不同,但意義相同,都只與溫度有關 發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7 -
3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產物N2,兩個競爭反應化學方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應,相同時間內有關生成物物質的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉化率=×100%制備目標物質消耗原料的量原料總的轉化量
下列說法不正確的是( ?。?/h2>A.400℃時,主要發(fā)生反應Ⅱ B.由圖分析工業(yè)上用氨催化氧化制備HNO3,最佳溫度約為840℃ C.520℃時,NH3的有效轉化率約為66.7% D.840℃后,NO的物質的量下降,可能是反應Ⅰ平衡逆向移動所致 發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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