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我國提出爭取在2030年前實現(xiàn)碳達峰,2060年前實現(xiàn)碳中和,這對于改善環(huán)境、實現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要。當前,科學(xué)家成功利用CO2和H2合成了CH3CH2OH、CH3OH,這對節(jié)能減排、降低碳排放具有重大意義?;卮鹣铝袉栴}:
(1)一定壓強下,測得某密閉容器中由CO2和H2制備CH3CH2OH的實驗數(shù)據(jù)中,起始投料比、溫度與CO2轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖所示。
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已知:2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(g)ΔH。
①每生成0.2molCH3CH2OH產(chǎn)生的熱量為akJ(a為正值),則ΔH=
-5a
-5a
kJ?mol-1。(用含a的代數(shù)式表示)。
②在上述條件下,發(fā)生該反應(yīng)適宜的溫度為
500
500
(填“500”、“600”、“700”或“800”)K,判斷的理由為
相同投料比時,500K的CO2轉(zhuǎn)化率最大
相同投料比時,500K的CO2轉(zhuǎn)化率最大
。
③某溫度下,向2L恒容密閉容器中充入2molH2和1molCO2,2min末反應(yīng)達到平衡,此時測得反應(yīng)前后的總壓強之比為5:3,則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為
60%
60%
,0~2min內(nèi),v(CH3CH2OH)=
0.075
0.075
mol?L-1?min。
(2)對于CO2和H2合成CH3CH2OH的反應(yīng),下列說法正確的是
ac
ac
(填字母)。
a.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生改變時,該反應(yīng)達到平衡
b.加入合適的催化劑,正、逆反應(yīng)速率均增大,同時CH3CH2OH的產(chǎn)率也提高
c.H2的物質(zhì)的量分數(shù)不再發(fā)生改變時,該反應(yīng)達到平衡
d.增大壓強,可提高CO2的轉(zhuǎn)化率,同時平衡常數(shù)也增大
(3)將2molCO2和6molH2充入密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49kJ?mol-1,測得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化如圖所示。
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①Y表示
溫度
溫度
(填“溫度”或“壓強”),X1
(填“>”、“=”或“<”)X2
②若M點對應(yīng)平衡壓強為10MPa,則對應(yīng)的平衡常數(shù)KP=
0.85
0.85
(精確到0.01,Kp為以平衡分壓代替平衡濃度表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。

【答案】-5a;500;相同投料比時,500K的CO2轉(zhuǎn)化率最大;60%;0.075;ac;溫度;<;0.85
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:22引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.CH3OH是一種綠色燃料,工業(yè)上制備CH3OH發(fā)生如下反應(yīng):
    反應(yīng)1:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.5kJ/mol
    反應(yīng)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(yīng)1和反應(yīng)2,恒壓分別為1MPa、3MPa、5MPa下反應(yīng)達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)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)。
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    ①隨著溫度升高,a、b、c三條曲線接近重合的原因是
     
    。
    ②250℃時,反應(yīng)2的平衡常數(shù)K=
     
    。
    (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(yīng)器(如圖2所示),反應(yīng)相同時間,測得甲醇選擇性隨溫度的變化如圖3所示。
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    ①隨溫度升高,平衡時CH3OH選擇性降低的原因是
     

    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
     
    。
    ③分子篩膜反應(yīng)器可提高CO2轉(zhuǎn)化率的原因是
     

    (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(yīng)式為
     
    。
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    發(fā)布:2024/10/24 7:0:1組卷:13引用:1難度:0.4
  • 2.一碳化學(xué)是指化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物只含一個碳原子的反應(yīng),例如下列反應(yīng):
    反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-48.5kJ/mol
    反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ/mol
    反應(yīng)Ⅲ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH3
    回答下列問題:
    (1)根據(jù)反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ,反應(yīng)Ⅲ的焓變,ΔH3=
     
    kJ?mol?1。
    (2)在一個恒溫恒壓的密閉容器中只發(fā)生反應(yīng)I,下列能說明可逆反應(yīng)達到平衡的是
     

    A.混合氣體密度不再發(fā)生改變
    B.混合氣體顏色不再發(fā)生改變
    C.混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生改變
    D.v(H2)=3v(H2O)
    E.每當有2molC=O鍵發(fā)生斷裂,同時有3molO-H鍵形成
    (3)T℃時,在一個體積恒為2L的密閉容器中只發(fā)生反應(yīng)Ⅲ,向容器中投入1molCO和2molH2,經(jīng)歷10min反應(yīng)Ⅲ到達平衡,此時H2的濃度c(H2)=0.4mol?L?1。
    ①則從開始到平衡時CO的化學(xué)反應(yīng)速率為υ(CO)=
     
    。
    ②在該溫度下反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)平衡常數(shù)K=
     

    ③若在反應(yīng)Ⅲ達到平衡之后的某一時刻,向體系中再加入1molCO(g)和1molCH3OH(g),此時反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)反應(yīng)速率ν
     
    ν(填“>”、“<”或“=”)。
    (4)另在一個密閉容器中發(fā)生上述所有反應(yīng),研究數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):在一定溫度范圍內(nèi),CO2的轉(zhuǎn)化率均隨溫度升高而增大。
    ①用平衡移動原理解釋上述CO2轉(zhuǎn)化率增大的原因是
     
    。
    ②已知CH3OH的選擇性=
    C
    H
    3
    OH
    產(chǎn)率
    C
    O
    2
    轉(zhuǎn)化率
    ,除調(diào)控反應(yīng)體系的溫度外,還可以增大CH3OH的選擇性的方法有
     
    (任寫一條即可)。

    發(fā)布:2024/10/25 3:0:4組卷:2引用:2難度:0.5
  • 3.硫酸的消費量常用來衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平。其中SO2的催化氧化是重要的一步,其反應(yīng)為:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)ΔH=-196kJ/mol?;卮鹣铝袉栴}:
    (1)SO2催化氧化反應(yīng)在
     
    溫下自發(fā)(填“高”或“低”,下同),
     
    壓有利于提高反應(yīng)速率,
     
    壓有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率。根據(jù)下表數(shù)據(jù)(450℃條件下測得)闡述實際工業(yè)生產(chǎn)選擇0.1MPa的理由:
     
    。
    壓強 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa
    平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率 97.5% 98.9% 99.2% 99.6% 99.7%
    (2)科研人員使用CaCO3為基礎(chǔ)固硫材料,復(fù)合不同的催化劑(V2O5、V2O5-MnO2、V2O5-GeO2)催化SO2向SO3的轉(zhuǎn)化。同時研究了不同溫度下使用三種催化劑對CaCO3固硫效率(用單位時間SO2轉(zhuǎn)化率表示)的影響,結(jié)論如圖:
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    ①僅使用CaCO3而不使用催化劑獲得的X線的實驗?zāi)康氖?
     

    ②下列有關(guān)說法正確的是
     
    。
    a.三種催化劑中V2O5催化劑效率最低
    b.同溫同壓下,使用復(fù)合催化劑有利于提高SO3的平衡產(chǎn)率
    c.溫度越高一定越有利于催化劑催化效率的提升
    (3)某SO2催化氧化生成SO3反應(yīng)的速率方程為:v=k?pα(SO2)?pβ(O2)?pγ(SO3),根據(jù)表中數(shù)據(jù),β=
     
    。
    實驗 p(SO2)/kPa p(O2)/kPa p(SO3)/kPa v/kPa-1
    1 m n p q
    2 2m n p 2q
    3 m n 0.1p 10q
    4 m 2n p 1.414q

    發(fā)布:2024/10/25 0:0:1組卷:5引用:2難度:0.5
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