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甲醇是一種可再生能源,具有廣闊的開發(fā)和應用前景,可由CO2和H2合成CH3OH。請回答下列問題:
(1)已知101kPa和298K時一些物質的標準摩爾生成熱(由最穩(wěn)定單質生成1mol純物質的熱效應,稱為該物質的標準摩爾生成熱)數(shù)據(jù)如表所示:
物質 H2(g) CO2(g) CH3OH(g) H2O(g)
Δ
f
H
θ
m
(kJ?mol-1
0 -393.5 -201 -241.8
①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=
-49.3
-49.3
kJ?mol-1,該反應自發(fā)進行的條件是
低溫自發(fā)
低溫自發(fā)
。(填“高溫自發(fā)”“低溫自發(fā)”或“任何溫度下都自發(fā)”)
②按n(CO2):n(H2)=1:3投料,不同催化劑作用下,反應tmin時,CH3OH的產率隨溫度的變化如圖所示,下列說法正確的是
BC
BC
。(填標號)
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A.使用催化劑Ⅰ時,d點已達到平衡
B.T3的平衡常數(shù)K大于T4的平衡常數(shù)K
C.若a點時,v(H2=3v(CH3OH),則此條件下反應已達到最大限度
D.c點轉化率比a點低的原因一定是催化劑活性降低
(2)由CO2和H2合成CH3OH的反應過程如下:
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH1>0
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH2<0
按n(CO2):n(H2)=1:3投料,不同壓強下,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A、B所示。
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圖B縱坐標表示的是
CO2平衡轉化率
CO2平衡轉化率
,壓強:p1
p2(填“>”“=”或“<”)。
(3)某化學研究性學習小組用CO和H2模擬工業(yè)合成甲醇,在1L的恒容密閉容器內充入1molCO和2molH2,加入合適催化劑后在某溫度下開始反應,并用壓力計監(jiān)測容器內壓強的變化如下:
反應時間/min 0 5 10 15 20 30
壓強/MPa 25.2 21.6 19.0 17.4 16.8 16.8
①則從反應開始到20min時,H2的平均反應速率為
0.05mol/(L?min)
0.05mol/(L?min)

②該條件下,反應CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)的平衡常數(shù)Kp
70.56
70.56
(Kp指用平衡分壓代替平衡濃度進行計算的平衡常數(shù),分壓=物質的量分數(shù)×P)。

【答案】-49.3;低溫自發(fā);BC;CO2平衡轉化率;>;0.05mol/(L?min);70.56
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/9/21 5:0:8組卷:10引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.CO2的捕集與轉化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下:
    Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應)
    Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應)
    (1)反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步:
    i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應速率較快)
    ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應速率較慢)
    ①ΔH1=
     
    kJ?mol-1
    ②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應I速率影響更大,其原因是
     
    。
    (2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對相關量的影響如圖所示,工業(yè)生產綜合各方面的因素,反應選擇800℃的原因是
     
    。
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    (3)在800℃時,
    n
    C
    O
    2
    n
    C
    2
    H
    6
    =
    1
    3
    ,充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應,初始壓強為P,一段時間達到平衡,產物的物質的量之和與剩余反應物的物質的量之和相等,該溫度下反應的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數(shù)。計算結果用最簡分式表示)。
    (4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應:2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應,反應過程中CH4的物質的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)?c2(H2),k、k為速率常數(shù),只與溫度有關,則T溫度時
    k
    k
     
    (用含有m的代數(shù)式表示)。
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    (5)我國科學家使用電化學的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
    ①M是電源的
     
    極。
    ②陽極電極反應式是
     
    。

    發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6
  • 2.一定條件下,可逆反應的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質的量分數(shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產物N2,兩個競爭反應化學方程式如下:
    Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
    Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
    現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應,相同時間內有關生成物物質的量隨溫度變化曲線如圖所示。
    已知:有效轉化率=
    制備目標物質消耗原料的量
    原料總的轉化量
    ×100%
    下列說法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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