CH3OH是一種綠色燃料，工業(yè)上制備CH3OH發(fā)生如下反應：
反應1：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-49.5kJ/mol
反應2：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH2=+41.2kJ/mol
（1）n起始（CO2）：n起始（H2）=1：3的混合氣體發(fā)生反應1和反應2，恒壓分別為1MPa、3MPa、5MPa下反應達到平衡時CO2的轉化率（α）（曲線a、b、c）以及3MPa時生成CH3OH、CO選擇性（S）的變化如圖1所示（選擇性為目標產(chǎn)物在總產(chǎn)物中的比率）。
①隨著溫度升高，a、b、c三條曲線接近重合的原因是 溫度較高時以反應2為主，該反應前后氣體分子數(shù)相等，改變壓強對其平衡沒有影響溫度較高時以反應2為主，該反應前后氣體分子數(shù)相等，改變壓強對其平衡沒有影響。
②250℃時，反應2的平衡常數(shù)K=0.00960.0096。
（2）恒壓下，n起始（CO2）：n起始（H2）=1：3的混合氣體以一定流速通入分子篩膜反應器（如圖2所示），反應相同時間，測得甲醇選擇性隨溫度的變化如圖3所示。
①隨溫度升高，平衡時CH3OH選擇性降低的原因是 溫度升高，平衡時反應1正向進行程度減小溫度升高，平衡時反應1正向進行程度減小。
②溫度相同時，CH3OH選擇性的實驗值高于平衡值，其原因可能是 在該條件下反應1的速率大于反應2，單位時間內生成甲醇的量比生成CO的量多在該條件下反應1的速率大于反應2，單位時間內生成甲醇的量比生成CO的量多。
③分子篩膜反應器可提高CO2轉化率的原因是 該分子篩膜反應器具有雙重功能，只能催化發(fā)生反應1，及時分離出水蒸氣使平衡正向移動，CO2的轉化率增大該分子篩膜反應器具有雙重功能，只能催化發(fā)生反應1，及時分離出水蒸氣使平衡正向移動，CO2的轉化率增大。
（3）某甲醇燃料電池的工作原理如圖4所示。負極的電極反應式為 CH3OH-6e-+H2O═CO2↑+6H+CH3OH-6e-+H2O═CO2↑+6H+。
【答案】溫度較高時以反應2為主，該反應前后氣體分子數(shù)相等，改變壓強對其平衡沒有影響；0.0096；溫度升高，平衡時反應1正向進行程度減?。辉谠摋l件下反應1的速率大于反應2，單位時間內生成甲醇的量比生成CO的量多；該分子篩膜反應器具有雙重功能，只能催化發(fā)生反應1，及時分離出水蒸氣使平衡正向移動，CO2的轉化率增大；CH3OH-6e-+H2O═CO2↑+6H+
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/10/24 7:0:1組卷：15引用：1難度：0.4
相似題
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1．氫氣最早于16世紀被人工制取出來，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=kJ?mol-1。
（2）T1℃時，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達到平衡時，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（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2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進行計算）Pa2。
②若只改變一個反應條件使Kp變大，則該條件是（填標號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為，一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進行，半分鐘后，C 的物質的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：60引用：6難度：0.6 -
3．將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應：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的平均反應速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時A的濃度c（A）=mol/L，反應開始前容器中的A、B的物質的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3