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二氧化碳催化加氫制甲醇,不僅有利于減少溫室氣體二氧化碳,而且還可以獲得大量的重要有機(jī)化工原料甲醇。回答下列問題:
(1)二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),
該反應(yīng)一般認(rèn)為通過如下步驟來實(shí)現(xiàn):
ⅰ.CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)△H1=+41 kJ?mol-1
ⅱ.CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H2=-90 kJ?mol-1
①則總反應(yīng)的ΔH=
-49
-49
kJ/mol;該反應(yīng)應(yīng)選擇
低溫
低溫
高效催化劑(填“高溫”或“低溫”)。
②上述總反應(yīng)在容積不變的密閉容器進(jìn)行,在t0時(shí)達(dá)到平衡,當(dāng)其他條件不變時(shí),改變某一條件,關(guān)于下列圖像的描述,說法錯(cuò)誤的是
BC
BC
。
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A.圖甲表示t0時(shí)升高溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響
B.圖乙表示t0時(shí)加壓或催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響
C.圖丙表示t0時(shí)分離出甲醇對(duì)反應(yīng)速率的影響
D.圖丙表示t0時(shí)增加水蒸氣的物質(zhì)的量對(duì)反應(yīng)速率的影響
(2)若T1℃時(shí)將6molCO2和8molH2充入2L密閉容器中發(fā)生上述合成總反應(yīng),初始?jí)簭?qiáng)為p0kPa,測得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖1中狀態(tài)Ⅰ。圖中數(shù)據(jù)A(1,6)代表在1min時(shí)H2的物質(zhì)的量是6mol。
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①T1℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
49
2
p
2
0
49
2
p
2
0
(對(duì)于氣相反應(yīng),用某組分B的平衡壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù),記作Kp,如p(B)=p?x(B),p為平衡總壓強(qiáng),x(B)為平衡體系中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
②其他條件不變,僅改變某一條件后,測得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖狀態(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上述反應(yīng)(狀態(tài)Ⅰ)達(dá)到平衡后,保持其他條件不變,在t1時(shí)刻迅速將容器體積壓縮至1L,請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出t1時(shí)刻后c(H2)的變化趨勢圖。
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(3)合成總反應(yīng)在起始物n(H2)/n(CO2)=3時(shí),在不同條件下達(dá)到平衡,設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x(CH3OH),在t=250℃下的x(CH3OH)~p圖和在p=5×105Pa下的x(CH3OH)~t圖如圖3所示,請(qǐng)回答下列問題:
①圖中對(duì)應(yīng)等壓過程的曲線是
b
b
,判斷理由是
該反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡逆移,甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小
該反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡逆移,甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小
。
②當(dāng)x(CH3OH)=0.10時(shí),CO2平衡轉(zhuǎn)化率a=
33.3%
33.3%
(保留一位小數(shù))。

【答案】-49;低溫;BC;
49
2
p
2
0
;升高溫度;菁優(yōu)網(wǎng);b;該反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡逆移,甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小;33.3%
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:19引用:1難度:0.6
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  • 1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是(  )

    發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:31引用:4難度:0.7
  • 2.催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生以下兩個(gè)平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是(  )
    ①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
    ②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1

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    (1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線.
    ①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有關(guān)說法正確的是
     

    a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
    b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
    c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率
    d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
    (2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
    則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ?mol-1
    (3)2009年10月,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
    ①該電池正極的電極反應(yīng)式為
     

    ②工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有
     
    個(gè)電子發(fā)生轉(zhuǎn)移.
    (4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是
     
    、
     
    (用相關(guān)的電極反應(yīng)式和離子方程式表示)

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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