二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料,可用CO和H2制得,總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下。2CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-206.0kJ/mol
工業(yè)中采用“一步法”,通過復(fù)合催化劑使下列甲醇合成和甲醇脫水反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行:
?。状己铣煞磻?yīng):CO+2H2?CH3OHCO+2H2?CH3OH
ⅱ.甲醇脫水反應(yīng):2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-24.0kJ/mol
(1)起始時(shí)向容器中投入2mol CO和4mol H2,測(cè)得某時(shí)刻上述總反應(yīng)中放出的熱量為51.5kJ,此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為 25%25%。
(2)請(qǐng)補(bǔ)全甲醇合成反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:2CO(g)+4H2(g)?2CH3OH(g)△H=-182.0kJ/mol2CO(g)+4H2(g)?2CH3OH(g)△H=-182.0kJ/mol。
(3)甲醇脫水反應(yīng)2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)在某溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)為400。此溫度下,在恒容密閉容器中加入一定量的CH3OH(g),測(cè)得某時(shí)刻各組分濃度如表所示。此時(shí)反應(yīng) 已達(dá)到已達(dá)到(填“已達(dá)到”或“未達(dá)到”)化學(xué)平衡狀態(tài)。
物質(zhì) | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
濃度/(mol/L) | 0.02 | 0.4 | 0.4 |
資料:二甲醚的選擇性是指轉(zhuǎn)化為二甲醚的CO在全部CO反應(yīng)物中所占的比例。
①圖1中,溫度一定,壓強(qiáng)增大,二甲醚選擇性增大的原因是
增大壓強(qiáng),副反應(yīng)CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)逆向移動(dòng)被抑制,主反應(yīng)2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)不受壓強(qiáng)影響
增大壓強(qiáng),副反應(yīng)CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)逆向移動(dòng)被抑制,主反應(yīng)2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)不受壓強(qiáng)影響
。②圖2中,溫度高于265℃后,二甲醚選擇性降低的原因有
主反應(yīng)中2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng),升高溫度平衡逆移,二甲醚選擇性降低,副反應(yīng)CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),升高溫度平衡正移,副產(chǎn)物增加,二甲醚選擇性降低
主反應(yīng)中2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng),升高溫度平衡逆移,二甲醚選擇性降低,副反應(yīng)CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),升高溫度平衡正移,副產(chǎn)物增加,二甲醚選擇性降低
。【答案】CO+2H2?CH3OH;25%;2CO(g)+4H2(g)?2CH3OH(g)△H=-182.0kJ/mol;已達(dá)到;增大壓強(qiáng),副反應(yīng)CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)逆向移動(dòng)被抑制,主反應(yīng)2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)不受壓強(qiáng)影響;主反應(yīng)中2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng),升高溫度平衡逆移,二甲醚選擇性降低,副反應(yīng)CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),升高溫度平衡正移,副產(chǎn)物增加,二甲醚選擇性降低
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:55引用:8難度:0.3
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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(shí),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(shí),測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí),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(gè)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>
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(cè)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(shí)A的濃度c(A)=
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