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“一碳化學(xué)”是指研究分子中只含有一個碳原子的化合物為原料合成一系列化工產(chǎn)品的化學(xué)。研究和深度開發(fā)CO、CO2的應(yīng)用對構(gòu)建生態(tài)文明社會具有重要的意義。
(1)CO2和H2在催化劑作用下可發(fā)生以下兩個反應(yīng):
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-48.5kJ?mol-1
Ⅱ.2CO2(g)+5H2(g)?CH3OH(g)+4H2O(g)ΔH=+37.1kJ?mol-1
在壓強(qiáng)、CO2、H2的起始投料一定的條件下,發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ,實驗測得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時CH3OH的選擇性隨溫度的變化如圖所示。

已知:CH3OH的選擇性=
C
H
3
OH
的物質(zhì)的量
反應(yīng)的
C
O
2
的物質(zhì)的量
×
100
%
。
其中表示平衡時CH3OH的選擇性的曲線是
 (填“①”或“②”);溫度高于280℃時,曲線①隨溫度升高而升高的原因是
高于280℃,以反應(yīng)Ⅱ為主,反應(yīng)Ⅱ為吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡正向移動,使CO2的轉(zhuǎn)化率升高
高于280℃,以反應(yīng)Ⅱ為主,反應(yīng)Ⅱ為吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡正向移動,使CO2的轉(zhuǎn)化率升高
;為同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時CH3OH的選擇性,應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為
B
B
 (填標(biāo)號)。
A.低溫、低壓
B.低溫、高壓
C.高溫、高壓
D.高溫、低壓
(2)對于反應(yīng)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH=+41.1kJ?mol-1,反應(yīng)速率v=v-v=kp(CO)×p(H2O)-kp(CO2)×p(H2),其中k、k分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù),p為氣體的分壓。
①降低溫度,
k
k
減小
減小
(填“增大”、“減小”或“不變”)。
②在TK、101kPa下,按照n(CO):n(H2O)=1:1投料,待達(dá)到平衡,
k
k
=
4
9
,用氣體分壓表示的平衡常數(shù)Kp=
4
9
4
9
。

【答案】②;高于280℃,以反應(yīng)Ⅱ為主,反應(yīng)Ⅱ為吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡正向移動,使CO2的轉(zhuǎn)化率升高;B;減??;
4
9
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:13引用:2難度:0.4
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  • 1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是( ?。?/h2>

    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

    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,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇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工作一段時間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時,有
     
    個電子發(fā)生轉(zhuǎn)移.
    (4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實驗室中模擬鋁制品面“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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