CO2可用于合成多種化工原料。用CO2生產(chǎn)綠色燃料甲醇時發(fā)生反應(yīng)A:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
(1)反應(yīng)A的平衡常數(shù)表達(dá)式是 c(H2O)?c(CH3OH)c(CO2)?c3(H2)c(H2O)?c(CH3OH)c(CO2)?c3(H2)。
(2)已知:2CH3OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l)ΔH2H2O(g)═H2O(l)ΔH3ΔH1不易直接測得,為了通過ΔH2和ΔH3計算得ΔH1,還需測定如下反應(yīng)的反應(yīng)熱:2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)或H2O(g)2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)或H2O(g)。
(3)在體積為1L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)A,如圖是在三種投料,即[n(CO2),n(H2)]分別為:[1mol,3mol]、[1mol,4mol]、[1mol,6mol]下,反應(yīng)溫度對CO2平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線。
①反應(yīng)A的ΔH1<<0(填“>”或“<”)。
②曲線c對應(yīng)的投料是 [1mol,6mol][1mol,6mol](填“[1mol,3mol]”、“[1mol,4mol]”或“[1mol,6mol])。
③T1℃時,曲線c對應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù) <<1(填“>”、“<”或“=”)。
(4)甲醇燃料電池(NaOH作電解質(zhì)溶液)負(fù)極的電極方程式為 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2OCH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。
(5)在一定條件下,利用CO2合成CH3OH的反應(yīng)過程中會有副反應(yīng):CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)。壓強(qiáng)一定時,將初始投料比一定的CO2和H2按一定流速通過催化劑甲,經(jīng)過相同時間(反應(yīng)均未達(dá)到平衡)時,溫度對CH3OH、CO的產(chǎn)率影響如圖1所示,溫度對CO2的轉(zhuǎn)化率影響如圖2所示。
由圖象可知,升高溫度,CO2的實際轉(zhuǎn)化率提高而甲醇的產(chǎn)率降低,其原因是 升高溫度,反應(yīng)B(副反應(yīng))的速率增加得比反應(yīng)(A)快升高溫度,反應(yīng)B(副反應(yīng))的速率增加得比反應(yīng)(A)快。
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【答案】;2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)或H2O(g);<;[1mol,6mol];<;CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;升高溫度,反應(yīng)B(副反應(yīng))的速率增加得比反應(yīng)(A)快
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【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:16引用:1難度:0.3
相似題
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
(1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應(yīng)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(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
(3)在800℃時,=n(CO2)n(C2H6),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(yīng),初始壓強(qiáng)為P,一段時間達(dá)到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=13
(4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時═k逆k正
(5)我國科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M(fèi)是電源的
②陽極電極反應(yīng)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(yīng)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(zhì)的量分?jǐn)?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 -
3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)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(chǎn)物N2,兩個競爭反應(yīng)化學(xué)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(yīng),相同時間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
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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