(14分)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)工業(yè)上常用CO和H2反應(yīng)合成二甲醚。
已知:①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1=-90.8kJ?mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-23.48kJ?mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3=-40.98kJ?mol-1
請寫出CO與H2合成二甲醚同時生成CO2的熱化學(xué)方程式 3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-245.9kJ/mol3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-245.9kJ/mol。
(2)工業(yè)上還可以用CO2和H2反應(yīng)合成二甲醚,其熱化學(xué)方程式為6H2(g)+2CO2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-130.88kJ?mol-1。
①一定條件下,上述合成二甲醚的反應(yīng)達到平衡狀態(tài)后,若改變反應(yīng)的某一個條件,下列變化能說明平衡一定向逆反應(yīng)方向移動的是 AA(填標(biāo)號)。
A.逆反應(yīng)的速率先增大后減小
B.CO2的轉(zhuǎn)化率增大
C.反應(yīng)物的體積百分含量減小
D.容器中的n(CO2)/n(H2)變小
②在某壓強下,上述合成二甲醚的反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖1所示。T1溫度下將6mol CO2和12mol H2充入容積為2L的恒容密閉容器中,5min后反應(yīng)達到平衡狀態(tài),則0~5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OCH3)=0.18mol/(L?min)0.18mol/(L?min);A、B、C三點的平衡常數(shù)KA、KB、KC之間的大小關(guān)系為 KA=KC>KBKA=KC>KB。
(3)工業(yè)上用反應(yīng)CH3OH(g)催化劑△CO(g)+2H2(g)來制取高純度的CO和H2。我國學(xué)者采用量子力學(xué)方法,通過計算機模擬研究了鈀基催化劑表面上甲醇制氫的反應(yīng)歷程,如圖為計算機模擬的各步反應(yīng)的相對能量示意圖,其中吸附在鈀基催化劑表面上的物質(zhì)用*標(biāo)注。
①該歷程中整個反應(yīng)的快慢主要由步驟 kk(用圖中字母表示)決定;活化能最小的化學(xué)方程式為 CH2O*+2H*=CHO*+3H*CH2O*+2H*=CHO*+3H*。
②353K時,在剛性容器中充入CH3OH(g),發(fā)生反應(yīng)CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)。體系的壓強p隨時間t的變化如表所示。
催化劑
△
t/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | ∞ |
p/kPa | 101.2 | 107.4 | 112.6 | 116.4 | 118.6 | 121.2 |
43.9
43.9
(kPa)2(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),計算結(jié)果保留1位小數(shù))。若升高反應(yīng)溫度至373K,則CH3OH(g)分解后體系壓強P∞(373K) 大于
大于
121.2kPa(填“大于”“等于”或“小于”)。【答案】3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-245.9kJ/mol;A;0.18mol/(L?min);KA=KC>KB;k;CH2O*+2H*=CHO*+3H*;43.9;大于
【解答】
【點評】
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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 -
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(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K1K2(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)的壓強不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達到平衡
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)達到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH3OH的產(chǎn)率
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