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甲醇是重要的化工原料,又可作為燃料。以CO2和H2為原料生產(chǎn)甲醇時(shí),同時(shí)發(fā)生下列兩個(gè)反應(yīng),反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-58.0kJ?mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.0kJ?mol-1
(1)上述兩個(gè)反應(yīng)中,在熱力學(xué)上趨勢(shì)較大的是
(填反應(yīng)代號(hào))。
(2)如圖1中表示反應(yīng)II平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為
b
b
(填曲線標(biāo)記字母),其判斷依據(jù)是
反應(yīng)II為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向右移動(dòng),平衡常數(shù)增大
反應(yīng)II為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向右移動(dòng),平衡常數(shù)增大
。
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(3)CO和H2反應(yīng)也可生成氣態(tài)甲醇。相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵 H-H C-O C≡O(shè) H-O C-H
E/(kJ?mol-1 436 343 1076 465 x
①則x=
413
413
。
②CO和H2生成甲醇的反應(yīng),體系總壓強(qiáng)為P MPa恒定,在溫度T時(shí),起始
n
CO
n
H
2
=
1
2
,若到達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡常數(shù)Kp=
4
p
2
(MPa)-2
4
p
2
(MPa)-2
(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(4)某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為1:2.2。在相同壓強(qiáng)下,發(fā)生I、II兩個(gè)反應(yīng),經(jīng)過(guò)相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖2、圖3所示:
①有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有
D
D
。
A.使用催化劑1
B.增大CO2和H2的初始投料比
C.使用催化劑2
D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度
②在催化劑2的作用下,543 K時(shí),CO的選擇性(CO2轉(zhuǎn)化為CO的體積百分比)為
26%
26%
,H2的轉(zhuǎn)化率為
11%
11%
(保留兩位有效數(shù)字)。

【答案】Ⅰ;b;反應(yīng)II為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向右移動(dòng),平衡常數(shù)增大;413;
4
p
2
(MPa)-2;D;26%;11%
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:6引用:1難度:0.4
相似題
  • 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=
     
    kJ?mol-1
    ②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對(duì)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(duì)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
     

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    (3)在800℃時(shí),
    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(yīng),初始?jí)簭?qiáng)為P,一段時(shí)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=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。計(jì)算結(jié)果用最簡(jiǎn)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(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時(shí),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(guò)程中CH4的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)?c2(H2),k、k為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時(shí)
    k
    k
     
    (用含有m的代數(shù)式表示)。
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    (5)我國(guó)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
     
    極。
    ②陽(yáng)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(jì)算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)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(jì)算平衡常數(shù)更方便.下列說(shuō)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(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(gè)競(jìng)爭(zhēng)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(shí)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=
    制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量
    原料總的轉(zhuǎn)化量
    ×100%
    下列說(shuō)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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