我國力爭于2030年前做到碳達峰,2060年前實現碳中和,因此,研發(fā)二氧化碳利用技術,降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。
Ⅰ.以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應如下:
①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.5kJ?mol-1
②CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH2=-90.4kJ?mol-1
③CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH3
回答下列問題
(1)ΔH3=+40.9+40.9kJ?mol-1。
(2)恒溫恒容下,向密閉容器中按投料比n(CO2):n(H2)=1:1通入原料氣,若只發(fā)生主反應CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),能判斷該反應處于平衡狀態(tài)的是 BDBD(填字母)。
A.v逆(CO2)=3v正(H2)
B.體系內壓強保持不變
C.CO2的體積分數保持不變
D.斷裂3molH-H鍵的同時斷裂3molH-O鍵
(3)不同壓強下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,實驗測定CO2的平衡轉化率和CH3OH的平衡產率隨溫度的變化關系如圖所示。
![](https://img.jyeoo.net/quiz/images/svg/202311/552/a6c154ec.png)
其中縱坐標表示CO2平衡轉化率的是圖 乙乙(填“甲”或“乙”);壓強p1、p2、p3由大到小的順序為 P1>P2>P3P1>P2>P3;圖乙中T1溫度時,三條曲線幾乎交于一點的原因是 T1時以反應③為主,反應③前后分子數相等,壓強改變對平衡沒有影響T1時以反應③為主,反應③前后分子數相等,壓強改變對平衡沒有影響。
Ⅱ.在一定催化劑催化作用下CO2加氫合成甲酸發(fā)生反應如下:CO2(g)+H2(g)?HCOOH(g)ΔH=-30.9kJ?mol-1。
(4)溫度為T1℃時,該反應平衡常數K=2,將等物質的量的CO2和H2充入體積為1L的密閉容器中,實驗測得:v正=k正c(CO2)?c(H2),v逆=k逆c(HCOOH),k正、k逆為速率常數。T1℃時,k逆=0.50.5k正。
②當溫度改變?yōu)門2℃時,k正=1.9k逆,則T2℃時平衡壓強 大于大于(填“大于”“小于”或“等于”)T1℃時平衡壓強。
③該反應的Arrhenius經驗公式的實驗數據如圖中的曲線d所示,已知Arrhenius經驗公式為Rlnk=-EaT+C(Ea為活化能,K為速率常數,R和C為常數),則該反應的活化能Ea=11201120kJ?mol-1。改變外界條件,實驗數據如圖中的曲線e所示,則實驗可能改變的外界條件是 更換了更高效的催化劑更換了更高效的催化劑。
![](https://img.jyeoo.net/quiz/images/svg/202311/557/8dc95f73.png)
E
a
T
【答案】+40.9;BD;乙;P1>P2>P3;T1時以反應③為主,反應③前后分子數相等,壓強改變對平衡沒有影響;0.5;大于;1120;更換了更高效的催化劑
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:13難度:0.5
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(2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉化率為
(3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數值lgp與溫度的關系如圖所示。
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2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個反應條件使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
D.加入合適的催化劑
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