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“碳中和”有利于全球氣候改善,CO2的資源化利用成為研究重點(diǎn)。
(1)二氧化碳加氫合成二甲醒的反應(yīng)包括三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的反應(yīng)過(guò)程:
i.CO2 (g)+3H2(g )?CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.01kJ?mol-1
ii.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.17kJ?mol-1
iii.2CH3OH(g )?CH3OCH3(g)+H2O(g)   ΔH3=-24.52kJ?mol-1
①寫出CO2和H2生成CH3OCH3的熱化學(xué)方程式為
2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-122.54kJ/mol
2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-122.54kJ/mol
。
②在壓強(qiáng)3.0MPa,
n
H
2
n
C
O
2
=4,不同溫度下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的選擇性如圖1所示(選擇性是指生成某物質(zhì)消耗的CO2的物質(zhì)的量占消耗CO2總的物質(zhì)的量的百分比)。

當(dāng)溫度超過(guò)290℃,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因是
溫度超過(guò)290℃時(shí),以反應(yīng)ii為主,反應(yīng)ii為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動(dòng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大
溫度超過(guò)290℃時(shí),以反應(yīng)ii為主,反應(yīng)ii為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動(dòng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大
。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算300℃時(shí),CH3OCH3的平衡產(chǎn)率為
6%
6%

(2)CH4---CO2重整制H2的過(guò)程為:CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)。發(fā)生的副反應(yīng)為(1)中ii.在剛性密閉容器中,進(jìn)料比
n
C
O
2
n
C
H
4
分別等于1.0、2.0,且起始時(shí)壓強(qiáng)相同。平衡時(shí)甲烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖2所示:
①曲線a的進(jìn)料比為
1.0
1.0
。
②有利于提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率的措施是
增大甲烷的投料、高溫、低壓或及時(shí)移走產(chǎn)物
增大甲烷的投料、高溫、低壓或及時(shí)移走產(chǎn)物
。(寫出兩條)。
③M點(diǎn)CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為85%,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為88%,則副反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=
0.26
0.26
(保留2位有效數(shù)字)。(已知:分壓=總壓×該組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))

【答案】2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-122.54kJ/mol;溫度超過(guò)290℃時(shí),以反應(yīng)ii為主,反應(yīng)ii為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動(dòng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大;6%;1.0;增大甲烷的投料、高溫、低壓或及時(shí)移走產(chǎn)物;0.26
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:64引用:1難度:0.7
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái),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(lái)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(shí),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(shí),測(cè)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(cè)得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。

    ①T℃時(shí),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(shí)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2
    ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號(hào))。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強(qiáng)
    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(yáng)極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽(yáng)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
  • 2.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:59引用:6難度:0.6
  • 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(cè)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(shí)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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