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CH3OH可作大型船舶的綠色燃料,可由CO或CO2制備。工業(yè)上用CO2制備CH3OH的原理如下:
反應(yīng)1:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH=-49.5kJ/mol
反應(yīng)2:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)  ΔH=+41.2kJ/mol(副反應(yīng))
(1)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),該反應(yīng)的ΔH=
-90.7
-90.7
kJ/mol。
(2)將CO2和H2按1:3通入密閉容器中發(fā)生反應(yīng)1和反應(yīng)2,分別在1MPa、3MPa、5MPa下改變反應(yīng)溫度,測得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)以及生成CH3OH、CO選擇性(S)的變化如圖(選擇性為目標產(chǎn)物在總產(chǎn)物中的比率)。
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①代表5MPa下α(CO2)隨溫度變化趨勢的是曲線
a
a
(填“a”“b”或“c”)。
②隨著溫度升高,a、b、c三條曲線接近重合的原因是
溫度較高時以反應(yīng)2為主,該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等,改變壓強對其平衡沒有影響
溫度較高時以反應(yīng)2為主,該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等,改變壓強對其平衡沒有影響

③P點對應(yīng)的反應(yīng)2的平衡常數(shù)Kp=
0.0096
0.0096
(保留兩位有效數(shù)字)。
④分子篩膜反應(yīng)器可提高反應(yīng)1的平衡轉(zhuǎn)化率、且實現(xiàn)CH3OH選擇性100%,原理如圖所示。分子篩膜反應(yīng)器可提高轉(zhuǎn)化率的原因是
該分子篩膜反應(yīng)器具有雙重功能,只能催化發(fā)生反應(yīng)1,及時分離出水蒸氣使平衡正向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率增大
該分子篩膜反應(yīng)器具有雙重功能,只能催化發(fā)生反應(yīng)1,及時分離出水蒸氣使平衡正向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率增大
。
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(3)最近,中科院研究出首例在室溫條件超快傳輸?shù)臍湄撾x子導(dǎo)體LaHx,將帶來系列技術(shù)變革。某小組據(jù)此設(shè)計了如圖裝置(如圖),以電化學(xué)方法進行反應(yīng)1。
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①電極a為電源的
正極
正極
(填“正極”或“負極”)。
②生成CH3OH的電極反應(yīng)式為
CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O
CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O
。
③若反應(yīng)2也同時發(fā)生,出口Ⅱ為CO、CH3OH、CO2的混合氣,且n(CO):n(CH3OH)=1:3,則惰性電極2的電流效率η為
105
105
(η=
目標反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)
轉(zhuǎn)移電子總數(shù)
×100%)。

【答案】-90.7;a;溫度較高時以反應(yīng)2為主,該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等,改變壓強對其平衡沒有影響;0.0096;該分子篩膜反應(yīng)器具有雙重功能,只能催化發(fā)生反應(yīng)1,及時分離出水蒸氣使平衡正向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率增大;正極;CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O;105
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/7/9 8:0:8組卷:44引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,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。
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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(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
  • 2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,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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