二氧化碳的捕集、利用與封存(CCUS)是我國能源領(lǐng)域的一個重要戰(zhàn)略方向,CCUS或許發(fā)展成一項重要的新興產(chǎn)業(yè).
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H1=a kJ?mol-1
CO(g)+H2O (g)═CO2(g)+H2 (g)△H2=b kJ?mol-1
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H3=c kJ?mol-1
反應(yīng)CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g) 的△H=(a+2b-2c)(a+2b-2c)kJ?mol-1.
(2)利用廢氣中的CO2為原料制取甲醇,反應(yīng)方程式為:CO2+3H2═CH3OH+H2O其他條件相同,該甲醇合成反應(yīng)在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反應(yīng)相同時間后,CO2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖1所示.
①a點所代表的狀態(tài) 不是不是(填“是”或“不是”)平衡狀態(tài).
②c點CO2的轉(zhuǎn)化率高于b點,原因是 b、c點均未達(dá)到平衡狀態(tài),c點溫度高,反應(yīng)速率較快,故CO2的轉(zhuǎn)化率較大b、c點均未達(dá)到平衡狀態(tài),c點溫度高,反應(yīng)速率較快,故CO2的轉(zhuǎn)化率較大.
(3)在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),隨著甲醇的生成,還伴隨有少量CO副產(chǎn)物出現(xiàn):CO2+H2?CO+H2O△H>0,且CO2的轉(zhuǎn)化率、甲醇的產(chǎn)率和CO含量除受濃度、度、壓強等因素影響外,還受催化劑CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、氣體混合物在反應(yīng)鍋爐內(nèi)的流動速率影響(用空間流率表示).通過實驗分別得到如下數(shù)據(jù)圖2、①由圖2得,最佳空間流率為 36003600h-1;
②在其他條件不變的前提下調(diào)整催化劑配比,并記錄到達(dá)平衡所需的時間,得到如下表數(shù)據(jù),
催化劑組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%) | CuO | 0 | 25 | 50 | 75 | 100 |
ZnO | 100 | 75 | 50 | 25 | 0 | |
到達(dá)平衡所需時間(h) | 2.5 | 7.4 | 8.1 | 12 | 無催化活性 |
使用單組分ZnO時反應(yīng)速率雖然快,但是由圖3可知,二氧化碳轉(zhuǎn)化率、甲醇的產(chǎn)率都過低,實際生產(chǎn)中沒有意義,故不采用
使用單組分ZnO時反應(yīng)速率雖然快,但是由圖3可知,二氧化碳轉(zhuǎn)化率、甲醇的產(chǎn)率都過低,實際生產(chǎn)中沒有意義,故不采用
.(4)用二氧化碳催化加氫來合成低碳烯烴,起始時以0.1MPa,n(H2):n(CO2)=3:1的投料比充入反應(yīng)器中,發(fā)生反應(yīng):2CO2(g)+6H2(g)
催化劑
①該進(jìn)行的反應(yīng)的△S
<
<
0(填:“>”或“<”)②對于氣體反應(yīng),用某組分(B)的平衡壓強(pB)代替物質(zhì)的量濃度(cB)也可以表示平衡常數(shù)(記作KP),則該反應(yīng)的KP=
p
(
C
2
H
4
)
×
p
4
(
H
2
O
)
p
2
(
C
O
2
)
×
p
6
(
H
2
)
p
(
C
2
H
4
)
×
p
4
(
H
2
O
)
p
2
(
C
O
2
)
×
p
6
(
H
2
)
③為提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,除改變溫度外,還可采取的措施是
增大壓強;提高氫氣和二氧化碳物質(zhì)的量的比值
增大壓強;提高氫氣和二氧化碳物質(zhì)的量的比值
(列舉2項).【答案】(a+2b-2c);不是;b、c點均未達(dá)到平衡狀態(tài),c點溫度高,反應(yīng)速率較快,故CO2的轉(zhuǎn)化率較大;3600;使用單組分ZnO時反應(yīng)速率雖然快,但是由圖3可知,二氧化碳轉(zhuǎn)化率、甲醇的產(chǎn)率都過低,實際生產(chǎn)中沒有意義,故不采用;<;;增大壓強;提高氫氣和二氧化碳物質(zhì)的量的比值
p
(
C
2
H
4
)
×
p
4
(
H
2
O
)
p
2
(
C
O
2
)
×
p
6
(
H
2
)
【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:2024/6/27 10:35:59組卷:5引用:1難度:0.3
相似題
-
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,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,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(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(guān)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(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個反應(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
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A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:162引用:26難度:0.3
把好題分享給你的好友吧~~