實現(xiàn)二氧化碳選擇性、穩(wěn)定性加氫合成甲醇是“甲醇經濟”理念下的一個重要成果。
反應包括兩步:
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H1=+40.9kJ/mol
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2=-90.4kJ/mol
(1)由CO2合成CH3OH(g)的熱化學方程式 CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5kJ/molCO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5kJ/mol
(2)恒壓下,按n(CO2):n(H2)=1:3時,該反應在無分子篩膜和有分子篩膜時甲醇的平衡產率隨溫度的變化如圖所示。(分子篩膜能選擇性分離出H2O)。
①根據(jù)圖中數(shù)據(jù),壓強不變時采用有分子篩膜時的最佳反應溫度為 210210℃
②有分子篩膜時甲醇產率高的原因是 分子篩膜從反應體系中不斷分離出H2O,減少了生成物,平衡向正向移動,甲醇產率升高分子篩膜從反應體系中不斷分離出H2O,減少了生成物,平衡向正向移動,甲醇產率升高。
(3)如果在不同壓強下,CO2和H2的起始物質的量比仍為1:3,測定CO2的平衡轉化率和CH3OH的平衡產率隨溫度升高的變化關系,如圖所示。
已知:
CO2的平衡轉化率=n(CO2)初始-n(CO2)平衡n(CO2)初始×100%
CH3OH的平衡產率=n(CH3OH)平衡n(CO2)初始×100%
①壓強p1>>p2(填“>”或“<”),原因 生成甲醇的反應是氣體體積數(shù)減小的反應,壓強增大CH3OH的平衡產率增大生成甲醇的反應是氣體體積數(shù)減小的反應,壓強增大CH3OH的平衡產率增大。
②其中圖中縱坐標表示CO2平衡轉化率的是圖 乙乙(填“甲”或“乙”)。
③圖乙中T1溫度時,兩條曲線幾乎交于一點,分析原因 反應I為吸熱反應,反應II為放熱反應。T1時溫度高,體系中以反應I為主,反應I前后分子數(shù)相等,壓強改變對平衡沒有影響反應I為吸熱反應,反應II為放熱反應。T1時溫度高,體系中以反應I為主,反應I前后分子數(shù)相等,壓強改變對平衡沒有影響。
n
(
C
O
2
)
初始
-
n
(
C
O
2
)
平衡
n
(
C
O
2
)
初始
n
(
C
H
3
OH
)
平衡
n
(
C
O
2
)
初始
【答案】CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5kJ/mol;210;分子篩膜從反應體系中不斷分離出H2O,減少了生成物,平衡向正向移動,甲醇產率升高;>;生成甲醇的反應是氣體體積數(shù)減小的反應,壓強增大CH3OH的平衡產率增大;乙;反應I為吸熱反應,反應II為放熱反應。T1時溫度高,體系中以反應I為主,反應I前后分子數(shù)相等,壓強改變對平衡沒有影響
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:74引用:3難度:0.6
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1.氫在地球上主要以化合態(tài)的形式存在,是宇宙中分布最廣泛的物質,它構成了宇宙質量的75%,屬于二次能源.工業(yè)上生產氫的方式很多,常見的有水電解制氫,煤炭氣化制氫,重油及天然氣水蒸氣催化制氫等.氫氣是一種理想的綠色能源,如圖1為氫能產生和利用的途徑:
(1)圖1的四個過程中能量轉化形式有
A.2種 B.3種 C.4種 D.4種以上
(2)電解過程要消耗大量的電能,而使用微生物作催化劑在陽光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通電2H2(g)+O2(g)△H2光照催化劑
以上反應的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依據(jù)圖2能量變化寫出氫氣燃燒生產液態(tài)水的熱化學方程式
(4)氫能利用需要選擇合適的儲氫材料.
①NaBH4是一種重要的儲氫載體,能與水反應生成NaBO2,且反應前后B的化合價不變,該反應的化學方程式為
②鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣生產氫化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)釋放出氣態(tài)氫,根據(jù)平衡移動的原理,可改變的條件之一是
③一定條件下,如圖3所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學儲氫,使C7H8轉化為C7H14,則電解過程中產生的氣體X 為發(fā)布:2024/12/17 8:0:2組卷:38引用:1難度:0.5 -
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