2022年7月13日,化學(xué)所碳中和中心召開碳中和會議,白春禮做了“在碳中和愿景下的能源化學(xué)”的特邀報告,戰(zhàn)略性闡述了二氧化碳轉(zhuǎn)化利用如何支撐實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),利用CO、CO2加氫制甲醇的有關(guān)反應(yīng)如下:
Ⅰ.2H2(g)+CO(g) 催化劑CH3OH(g)ΔH1<0
Ⅱ.H2(g)+CO2(g) 催化劑CO(g)+H2O(g)ΔH2>0
Ⅲ.3H2(g)+CO2(g) 催化劑CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3
(1)反應(yīng)Ⅰ的ΔH1═ΔH3-ΔH2ΔH3-ΔH2(用含ΔH2、ΔH3的式子表示)。
(2)要使反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)速率加快,可采取的措施有 ACEACE(填序號)。
A.縮小反應(yīng)容器的容積
B.往密閉容器中不斷通入氮?dú)?br />C.升高溫度
D.保持恒壓狀態(tài)不斷通入氮?dú)?nbsp; E.使用合適的催化劑
(3)一定溫度下,往5L反應(yīng)釜中充入1molCO2、3molH2,發(fā)生反應(yīng)Ⅲ,反應(yīng)了5min后,氣體總的物質(zhì)的量減少了20%,則0~5min內(nèi),H2的平均反應(yīng)速率v═0.048mol/(L?min)0.048mol/(L?min)。
(4)在不同溫度、壓強(qiáng)和相同催化劑條件下,發(fā)生反應(yīng)Ⅲ,初始時CO2、H2分別為1.0mol、3.0mol,測得H2的平衡轉(zhuǎn)化率[a(H2)]隨溫度和壓強(qiáng)的變化如圖1所示。
①如圖可知壓強(qiáng)p1、p2、p3的大小關(guān)系為 p1<p2<p3p1<p2<p3。
②250℃、p3條件下,反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp═4912p224912p22(用含p3的式子表示,Kp═p(CH3OH)p(H2O)p3(H2)p(CO2),p為各物質(zhì)的分壓,分壓═總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(5)在密閉容器中充入CO2、H2,發(fā)生上述反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ,在不同催化劑Cat1、Cat2作用下,測得溫度與甲醇選擇性的關(guān)系如圖2所示。在其他條件相同時,若想主要發(fā)生反應(yīng)Ⅲ,催化效率較高的是 Cat1Cat1(填“Cat1”或“Cat2”。)。在Cat2作用下,溫度高于500℃時,甲醇的產(chǎn)率降低的可能原因是 催化劑選擇性降低,副產(chǎn)物增多(或催化劑失活)催化劑選擇性降低,副產(chǎn)物增多(或催化劑失活)。
催化劑
催化劑
催化劑
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12
p
2
2
49
12
p
2
2
p
(
C
H
3
OH
)
p
(
H
2
O
)
p
3
(
H
2
)
p
(
C
O
2
)
【答案】ΔH3-ΔH2;ACE;0.048mol/(L?min);p1<p2<p3;;Cat1;催化劑選擇性降低,副產(chǎn)物增多(或催化劑失活)
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【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/9/30 0:0:1組卷:29引用:2難度:0.5
相似題
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1.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>
A.容器中 D 的物質(zhì)的量至少為 0.45 mol B.A 的平均反應(yīng)速率是 0.010 mol?L-1?s-1 C.容器中 A、B、C、D 的物質(zhì)的量之比一定是 4:5:4:6 D.容器中 A 的物質(zhì)的量一定增加了 0.30 mol 發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6 -
2.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=
(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(dá)到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(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。
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
②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
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)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
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)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3