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利用含CO2的工業(yè)廢氣為碳源合成甲醇(CH3OH),既可減少碳排放,又為甲醇的合成提供一條綠色新途徑.其中主要反應(yīng)為:
主反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-48.9kJ?mol-1
副反應(yīng):CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ?mol-1
回答下列問題:
(1)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的反應(yīng)熱ΔH=
-90.1
-90.1
kJ?mol-1
(2)在553K,恒容下進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得反應(yīng)物投料比n(H2):n(CO2)對(duì)CO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響如圖1所示.隨著投料比的增大,CO2轉(zhuǎn)化率增大的原因?yàn)?
增大氫氣得濃度,可以使平衡正向移動(dòng)
增大氫氣得濃度,可以使平衡正向移動(dòng)


(3)其他條件不變時(shí),測(cè)得甲醇產(chǎn)率隨反應(yīng)溫度的變化如圖2所示,請(qǐng)解釋溫度低于520K時(shí),甲醇產(chǎn)率的變化原因
隨著溫度的升高,主反應(yīng)速率增大程度大于副反應(yīng),反應(yīng)物濃度較高,對(duì)平衡的影響大于溫度
隨著溫度的升高,主反應(yīng)速率增大程度大于副反應(yīng),反應(yīng)物濃度較高,對(duì)平衡的影響大于溫度

(4)除改變投料比、溫度外,能提高甲醇平衡產(chǎn)率的方法還有
增大壓強(qiáng)
增大壓強(qiáng)
(任寫一種).
(5)不同催化劑對(duì)CO2合成甲醇反應(yīng)的影響如表所示:
催化劑種類 催化劑組成 單位時(shí)間內(nèi)甲醇產(chǎn)量 甲醇選擇性/%
A CuO/ZnO/Al2O3 78 40
B CuO/ZnO/ZrO2 96 88
C CuO/ZnO/ZrO2/MnO2 138 91
①結(jié)合表中數(shù)據(jù),選擇催化劑
C
C
(填標(biāo)號(hào))的效果最好.
②經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),某催化劑能使上述合成只發(fā)生主反應(yīng).某溫度下,往2L恒容容器中充入1molCO2、3molH2進(jìn)行主反應(yīng),測(cè)得平衡時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為起始?jí)簭?qiáng)的
5
6
,計(jì)算該溫度下平衡常數(shù)K
1
3
mol
2
L
×
1
3
mol
2
L
1
-
1
3
mol
2
L
×
[
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-
3
×
1
3
mol
2
L
]
3
=
1
12
(mol/L)-2
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3
mol
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mol
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1
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mol
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×
[
3
-
3
×
1
3
mol
2
L
]
3
=
1
12
(mol/L)-2
(寫出計(jì)算過程).若維持其他條件不變,改為在2L恒容絕熱容器中發(fā)生反應(yīng),則甲醇的平衡產(chǎn)率將
減小
減小
(填“增大”、“減小”或“不變”).

【答案】-90.1;增大氫氣得濃度,可以使平衡正向移動(dòng);隨著溫度的升高,主反應(yīng)速率增大程度大于副反應(yīng),反應(yīng)物濃度較高,對(duì)平衡的影響大于溫度;增大壓強(qiáng);C;②
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mol
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×
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-
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mol
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×
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mol
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3
=
1
12
(mol/L)-2;減小
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:16引用:1難度:0.4
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)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(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。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)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(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( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60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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