“碳中和”引起社會(huì)的高度重視,正成為科學(xué)家研究的重要課題。CO2催化加氫合成二甲醚(CH3OCH3)涉及的反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ/mol
回答下列問(wèn)題:
(1)二甲醚也可通過(guò)煤液化過(guò)程獲得,該過(guò)程是 化學(xué)化學(xué)(填“物理”或“化學(xué)”)變化。
(2)已知2CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH3=-205.4kJ/mol,則ΔH1=-123.0kJ/mol-123.0kJ/mol。
(3)在恒溫恒容密閉容器中充入一定量的CO2和H2,發(fā)生上述反應(yīng)。下列能說(shuō)明反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài)的是 cdcd。
a.2υ正(CO2)=υ逆(CH3OCH3)
b.容器內(nèi)氣體的密度不再發(fā)生變化
c.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化
d.容器內(nèi)氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化
(4)一定溫度下,向體積為1L的恒容密閉容器中通入1molCO2和2molH2發(fā)生上述反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)均達(dá)到平衡時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率為50%,CH3OCH3選擇性為80%,則此時(shí)H2O(g)的濃度為 0.70.7mol?L-1,反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)為 0.20.2。(CH3OCH3選擇性=2×CH3OCH3的物質(zhì)的量反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量×100%)
(5)在恒壓、CO2和H2的起始量一定時(shí),CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖所示。
CH3OCH3的選擇性隨溫度升高而降低的原因是 反應(yīng)Ⅰ是放熱反應(yīng),溫度升高平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱ是吸熱反應(yīng),溫度升高平衡正向移動(dòng),升高溫度以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹鳎珻H3OCH3的選擇性降低反應(yīng)Ⅰ是放熱反應(yīng),溫度升高平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱ是吸熱反應(yīng),溫度升高平衡正向移動(dòng),升高溫度以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹鳎珻H3OCH3的選擇性降低。
(6)二甲醚可用作燃料電池,若電解質(zhì)溶液呈堿性,二甲醚燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式為 CH3OCH3+16OH--12e-=2CO2-3+11H2OCH3OCH3+16OH--12e-=2CO2-3+11H2O。
2
×
C
H
3
OC
H
3
的物質(zhì)的量
反應(yīng)的
C
O
2
的物質(zhì)的量
CO
2
-
3
CO
2
-
3
【答案】化學(xué);-123.0kJ/mol;cd;0.7;0.2;反應(yīng)Ⅰ是放熱反應(yīng),溫度升高平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱ是吸熱反應(yīng),溫度升高平衡正向移動(dòng),升高溫度以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?,CH3OCH3的選擇性降低;CH3OCH3+16OH--12e-=2+11H2O
CO
2
-
3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:12引用:2難度:0.6
相似題
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1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是( )
A.化學(xué)反應(yīng)速率v B.水的離子積常數(shù)Kw C.化學(xué)平衡常數(shù)K D.氨水的電離平衡常數(shù)Ka 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(wèn)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(shuō)法不正確的是( ?。?br />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-1A.反應(yīng)①為放熱反應(yīng),反應(yīng)②為吸熱反應(yīng) B.使用不同催化劑,會(huì)改變反應(yīng)①②的△H C.反應(yīng)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的△H3=-94.9kJ?mol-1 D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度可提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率 發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5 -
3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴(kuò)大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來(lái)合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
(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K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有關(guān)說(shuō)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(cè)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=
(3)2009年10月,中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)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
(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(guò)程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5