甲醇是重要的化工原料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇,可能發(fā)生的反應(yīng)如下:
①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2
③CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)△H3
回答下列問(wèn)題:
(1)已知反應(yīng)ⅱ中相關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵 | H-H | C=O | C≡O(shè) | H-O |
E/(kJ?mol-1) | 436 | 803 | 1076 | 465 |
+36
+36
kJ?mol-1.已知△H1=-63kJ?mol-1,則△H3=+99
+99
kJ?mol-1。(2)一定比例的合成氣在裝有催化劑的反應(yīng)器中反應(yīng)12小時(shí)。體系中甲醇的產(chǎn)率和催化劑的催化活性與溫度的關(guān)系如圖1所示。
①溫度為490K時(shí),圖中P點(diǎn)
不是
不是
(填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài)。490K之后,甲醇產(chǎn)率下降的原因是 反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向進(jìn)行
反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向進(jìn)行
。②提高甲醇產(chǎn)率的措施是
A
A
。A.增大壓強(qiáng) B.升高溫度C.選擇合適催化劑 D.加入大量催化劑
(3)如圖2為一定比例的CO2/H2,CO/H2、CO/CO2/H2條件下甲醇生成速率與溫度的關(guān)系。當(dāng)溫度為490K時(shí),根據(jù)曲線a、c,判斷合成甲醇的反應(yīng)機(jī)理是
Ⅱ
Ⅱ
(填“I”或“II”)。Ⅰ、CO2
H
2
H
2
O
2
H
2
Ⅱ、CO
H
2
O
H
2
3
H
2
490K時(shí),曲線a與曲線b相比,CO的存在使甲醇生成速率增大,從平衡移動(dòng)的角度,并結(jié)合反應(yīng)①、②分析原因
CO促進(jìn)反應(yīng)②正向移動(dòng),二氧化碳和氫氣的量增加,水蒸氣的量減少,有利于反應(yīng)①正向進(jìn)行
CO促進(jìn)反應(yīng)②正向移動(dòng),二氧化碳和氫氣的量增加,水蒸氣的量減少,有利于反應(yīng)①正向進(jìn)行
。【答案】+36;+99;不是;反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向進(jìn)行;A;Ⅱ;CO促進(jìn)反應(yīng)②正向移動(dòng),二氧化碳和氫氣的量增加,水蒸氣的量減少,有利于反應(yīng)①正向進(jìn)行
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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