以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2
回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的1nK(K代表化學(xué)平衡洋數(shù))隨1T(溫度的倒數(shù))的變化如圖1所示。據(jù)圖判斷,升高溫度時,反應(yīng)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的化學(xué)平衡常數(shù)將 減小減小(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后,若在恒溫恒壓下充入氦氣,反應(yīng)Ⅱ的平衡將 正向正向(填“正向”“逆向”或“不”)移動;若將反應(yīng)體系體積壓縮至原來一半,重新達到平衡時兩反應(yīng)所需時間tⅠ==tⅡ(填“>”“<”或“=”)。
(3)恒壓條件下,將CO2和H2按體積比1:3混合,初始壓強為P0,在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ,在相同的時間段內(nèi)CH3OH的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如圖2所示。
已知:CH3OH的選擇性=CH3OH的物質(zhì)的量反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量×100%
①在上述條件下合成甲醇的工業(yè)條件是 BDBD。
A.210℃
B.230℃
C.催化劑CZT
D.催化劑CZ(Zr-1)T
②在230℃以上,升高溫度CO2的轉(zhuǎn)化率增大,但甲醇的產(chǎn)率降低,原因是 反應(yīng)I是放熱反應(yīng),230℃以后升高溫度,平衡逆移使CH3OH的產(chǎn)率下降反應(yīng)I是放熱反應(yīng),230℃以后升高溫度,平衡逆移使CH3OH的產(chǎn)率下降。
③已知反應(yīng)Ⅱ的速率方程可表示為υ正=k正?p(CO2)?p(H2),υ逆=k逆?p(CO)?p(H2O),其中k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)的速率常數(shù),1gk與1T的關(guān)系如圖3所示,①、②、③、④四條斜線中,表示1gk正的是 ④④;230℃下,圖中A、B、C、D點的縱坐標分別為a+1、a+0.48、a-0.48、a-1,達到平衡時,測得體系中3p(CO2)=2p(H2O),以物質(zhì)的分壓表示的反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kp1=243500p02243500p02。(已知:10-0.48=0.33,10-0.52=0.30)
1
T
C
H
3
OH
的物質(zhì)的量
反應(yīng)的
C
O
2
的物質(zhì)的量
1
T
243
500
p
0
2
243
500
p
0
2
【答案】減??;正向;=;BD;反應(yīng)I是放熱反應(yīng),230℃以后升高溫度,平衡逆移使CH3OH的產(chǎn)率下降;④;
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500
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2
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:30引用:3難度:0.6
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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
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