我國力爭于2030年前做到碳達(dá)峰,2060年前實現(xiàn)碳中和,CO2制CH3OH是熱點研究之一。中科院大連化物所研究團(tuán)隊直接利用CO2與H2合成甲醇,主要涉及以下反應(yīng):
①CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH1
②CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH2=-90kJ?mol-1
③CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3=-49kJ?mol-1
④2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH4=-121kJ?mol-1
(1)ΔH1=+41kJ/mol+41kJ/mol。
(2)反應(yīng)①、②的平衡常數(shù)隨溫度變化曲線如圖Ⅰ所示,則表示②反應(yīng)的1gKe-T關(guān)系的曲線為 ll(填“l(fā)”或“m”)。
(3)恒壓下,向容器中充入1molCO2、3molH2,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線如圖Ⅰ中n線所示。在500℃達(dá)到平衡時,體系中CH3OH的物質(zhì)的量為amol,H2O的物質(zhì)的量為bmol,則此時H2的轉(zhuǎn)化率為 43b+23a-0.643b+23a-0.6。此時反應(yīng)①的平衡常數(shù)值 小于小于1(填“大于”、“小于”或“等于。)
(4)有同學(xué)認(rèn)為在400℃以后反應(yīng)②在該體系中可以忽略,其依據(jù)是 在400℃以后反應(yīng)②在該體系中Ke小于10-5,可以認(rèn)為幾乎不反應(yīng)在400℃以后反應(yīng)②在該體系中Ke小于10-5,可以認(rèn)為幾乎不反應(yīng)。
(5)500℃以后CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的可能原因是 反應(yīng)是①吸熱反應(yīng),溫度升高平衡向正方向移動:反應(yīng)③④是放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆方向移動,且溫度對反應(yīng)③④的影響大于對反應(yīng)①的影響反應(yīng)是①吸熱反應(yīng),溫度升高平衡向正方向移動:反應(yīng)③④是放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆方向移動,且溫度對反應(yīng)③④的影響大于對反應(yīng)①的影響。
(6)恒壓下將CO2和H2按體積比1:3混合,在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)。在相同時間段內(nèi)CH3OH的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如圖Ⅱ所示。其中CH3OH的選擇性=CH3OH的物質(zhì)的量反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量×100%。
則合成甲醇的適宜條件是 ADAD(填標(biāo)號)。
A.230℃
B.210℃
C.CZT催化劑
D.CZ(Zr-1)T催化劑
(7)BASF高壓法制備CH3COOH時的鈷碘催化循環(huán)法如圖Ⅲ所示,該循環(huán)的總反應(yīng)為 CO+CH3OH鈷碘催化劑CH3COOHCO+CH3OH鈷碘催化劑CH3COOH。
4
3
b
+
2
3
a
-
0
.
6
4
3
b
+
2
3
a
-
0
.
6
C
H
3
OH
的物質(zhì)的量
反應(yīng)的
C
O
2
的物質(zhì)的量
鈷碘催化劑
鈷碘催化劑
【答案】+41kJ/mol;l;;小于;在400℃以后反應(yīng)②在該體系中Ke小于10-5,可以認(rèn)為幾乎不反應(yīng);反應(yīng)是①吸熱反應(yīng),溫度升高平衡向正方向移動:反應(yīng)③④是放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆方向移動,且溫度對反應(yīng)③④的影響大于對反應(yīng)①的影響;AD;CO+CH3OHCH3COOH
4
3
b
+
2
3
a
-
0
.
6
鈷碘催化劑
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:24引用:3難度:0.5
相似題
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1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
(1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)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(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個反應(yīng)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(qiáng)
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>
A.容器中 D 的物質(zhì)的量至少為 0.45 mol B.A 的平均反應(yīng)速率是 0.010 mol?L-1?s-1 C.容器中 A、B、C、D 的物質(zhì)的量之比一定是 4:5:4:6 D.容器中 A 的物質(zhì)的量一定增加了 0.30 mol 發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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