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二氧化碳催化加氫制甲醇,不僅有利于減少溫室氣體二氧化碳,而且還可以獲得大量的重要有機化工原料甲醇?;卮鹣铝袉栴}:
(1)二氧化碳加氫制甲醇的總反應可表示為:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),
該反應一般認為通過如下步驟來實現(xiàn):
?。瓹O2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)△H1=+41 kJ?mol-1
ⅱ.CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H2=-90 kJ?mol-1
①則總反應的ΔH=
-49
-49
kJ/mol;該反應應選擇
低溫
低溫
高效催化劑(填“高溫”或“低溫”)。
②上述總反應在容積不變的密閉容器進行,在t0時達到平衡,當其他條件不變時,改變某一條件,關于下列圖像的描述,說法錯誤的是
BC
BC
。
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A.圖甲表示t0時升高溫度對反應速率的影響
B.圖乙表示t0時加壓或催化劑對反應速率的影響
C.圖丙表示t0時分離出甲醇對反應速率的影響
D.圖丙表示t0時增加水蒸氣的物質的量對反應速率的影響
(2)若T1℃時將6molCO2和8molH2充入2L密閉容器中發(fā)生上述合成總反應,初始壓強為p0kPa,測得H2的物質的量隨時間變化如圖1中狀態(tài)Ⅰ。圖中數(shù)據(jù)A(1,6)代表在1min時H2的物質的量是6mol。
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①T1℃時,該反應的平衡常數(shù)Kp=
49
2
p
2
0
49
2
p
2
0
(對于氣相反應,用某組分B的平衡壓強p(B)代替物質的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù),記作Kp,如p(B)=p?x(B),p為平衡總壓強,x(B)為平衡體系中B的物質的量分數(shù))。
②其他條件不變,僅改變某一條件后,測得H2的物質的量隨時間變化如圖狀態(tài)Ⅱ、狀態(tài)Ⅲ所示。則狀態(tài)Ⅲ改變的條件可能是
升高溫度
升高溫度
。
③上述反應(狀態(tài)Ⅰ)達到平衡后,保持其他條件不變,在t1時刻迅速將容器體積壓縮至1L,請在圖2中畫出t1時刻后c(H2)的變化趨勢圖。
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(3)合成總反應在起始物n(H2)/n(CO2)=3時,在不同條件下達到平衡,設體系中甲醇的物質的量分數(shù)為x(CH3OH),在t=250℃下的x(CH3OH)~p圖和在p=5×105Pa下的x(CH3OH)~t圖如圖3所示,請回答下列問題:
①圖中對應等壓過程的曲線是
b
b
,判斷理由是
該反應放熱,升高溫度,平衡逆移,甲醇的物質的量分數(shù)減小
該反應放熱,升高溫度,平衡逆移,甲醇的物質的量分數(shù)減小
。
②當x(CH3OH)=0.10時,CO2平衡轉化率a=
33.3%
33.3%
(保留一位小數(shù))。

【答案】-49;低溫;BC;
49
2
p
2
0
;升高溫度;菁優(yōu)網(wǎng);b;該反應放熱,升高溫度,平衡逆移,甲醇的物質的量分數(shù)減小;33.3%
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:19引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.某溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生反應:N2 (g)+3H2(g)?2NH3(g)   ΔH=-92.4kJ?mol-1,下列有關說法正確的是(  )

    發(fā)布:2024/12/30 3:0:4組卷:21引用:2難度:0.6
  • 2.在3個容積均為2.0L的恒容密閉容器中,反應H2O(g)+C(s)?CO(g)+H2(g)ΔH>0,分別在一定溫度下達到平衡,下列說法正確的是( ?。?br />

    容器
    溫度
    (T1>T2
    起始時物質的量/mol 平衡時物質的量/mol
    n(H2O) n(C) n(CO) n(H2 n(CO)
    T1 0.6 1.2 0 0 0.2
    T1 1.2 1.2 0 0 x
    T2 0 0 0.6 0.6 y

    發(fā)布:2024/12/30 3:0:4組卷:35引用:2難度:0.6
  • 3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
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    (1)如圖1是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線.
    ①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有關說法正確的是
     

    a.恒溫、恒容條件下,容器內的壓強不發(fā)生變化則可逆反應達到平衡
    b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應達到平衡
    c.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH3OH的產(chǎn)率
    d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應,達到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉化率為80%
    (2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
    則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ?mol-1
    (3)2009年10月,中國科學院長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
    ①該電池正極的電極反應式為
     

    ②工作一段時間后,當6.4g甲醇完全反應生成CO2時,有
     
    個電子發(fā)生轉移.
    (4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實驗室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是
     
    、
     
    (用相關的電極反應式和離子方程式表示)

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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