甲醇是重要的有機化工原料,利用CO2和H2在催化劑作用下合成甲醇的主要反應為:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-58kJ?mol-1。請回答:
(1)上述反應中的活化能Ea(正) <<Ea(逆)(填“>”或“<”),該反應應選擇高效催化劑 低溫低溫(填“高溫”或“低溫”)。
(2)若T1℃時將6molCO2和8molH2充入2L密閉容器中發(fā)生上述反應,初始壓強為p0kPa,測得H2的物質的量隨時間變化如圖1中狀態(tài)Ⅰ,圖中數據A(1,6)代表在1min時H2的物質的量是6mol。
①T1℃時,該反應的平衡常數Kp=492p0492p0。(Kp為以分壓表示的平衡常數,氣體分壓=氣體總壓×物質的量分數)
②其他條件不變,僅改變某一條件后,測得H2的物質的量隨時間變化如圖1中狀態(tài)Ⅱ、狀態(tài)Ⅲ所示。則狀態(tài)Ⅲ改變的條件可能是 升高溫度升高溫度。
③反應達到平衡后,保持其他條件不變,在t1時刻迅速將容器體積壓縮至1L,請在圖2中畫出t1時刻后v正(H2)的變化趨勢圖 。
(3)目前二氧化碳加氫合成甲醇常選用銅基催化劑(CuO/ZnO/Al2O3),在相同氫碳比[n(H2)n(CO2)]下,某研究小組對催化劑組分的不同配比(假設為Cat1、Cat2、Cat3)進行了對比研究,結果如圖3所示。
①催化效率最佳的催化劑是 Cat1Cat1,工業(yè)生產中最佳溫度是 T3T3K。
②溫度高于T4K時,以Cat2為催化劑,CO2轉化率下降的原因可能是 催化劑失活催化劑失活。
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[
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)
]
【答案】<;低溫;;升高溫度;;Cat1;T3;催化劑失活
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:14引用:1難度:0.4
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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2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
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(1)此時A的濃度c(A)=
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