試卷征集
加入會員
操作視頻

研究CO2、CO的資源化利用能有效減少CO2、CO排放,對促進低碳社會的構建具有重要意義。CO2、CO可用于合成甲烷、二甲醚(CH3OCH3)及利用二甲醚制高純氫。
(1)利用CO和H2制備CH4是一個研究熱點。向反應器中投入一定量的CO和H2,發(fā)生如下反應:
ⅰ.CO(g)+3H2(g)═CH4(g)+H2O(g)△H1
ⅱ.CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H2
ⅲ.C(s)+CO2(g)═2CO(g)△H3
ⅳ.CH4(g)═C(s)+2H2(g)△H4
……
①ⅳ為積炭反應,則△H4=
-△H1-△H2-△H3
-△H1-△H2-△H3
。(用△H1、△H2、△H3表示)
②向1L剛性密閉容器中充入0.1mol CH4,在一定溫度下發(fā)生反應ⅳ。欲提高CH4平衡轉化率,可以采取措施為
移走H2
移走H2
;設體系起始壓強為m kPa,平衡壓強為nkPa,用m、n表示出CH4轉化率和平衡時氣體分壓平衡常數(shù):α(CH4)=
n
-
m
m
×100
n
-
m
m
×100
;Kp=
2
n
-
2
m
2
2
m
-
n
2
n
-
2
m
2
2
m
-
n
kPa。
(2)CO2催化加氫合成二甲醚也是一種CO2利用方法,其過程中主要發(fā)生下列反應:
反應Ⅰ:CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)△H1═+41.2kJ?mol-1
反應Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)═CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H2═-122.5kJ?mol-1
向一容積可變的容器中充入起始量一定的CO2和H2發(fā)生反應Ⅰ和反應Ⅱ。CO2平衡轉化率和平衡時CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖。其中CO2平衡轉化率隨溫度先下降后升高的原因是
低溫時主要發(fā)生反應Ⅱ為主,升高溫度,平衡逆向移動,CO2平衡轉化率減小,而高溫時主要發(fā)生反應Ⅰ,升高溫度,平衡正向移動,CO2平衡轉化率增大,所以CO2平衡轉化率隨溫度先下降后升高
低溫時主要發(fā)生反應Ⅱ為主,升高溫度,平衡逆向移動,CO2平衡轉化率減小,而高溫時主要發(fā)生反應Ⅰ,升高溫度,平衡正向移動,CO2平衡轉化率增大,所以CO2平衡轉化率隨溫度先下降后升高
。220℃時,在催化劑作用下CO2與H2反應一段時間后,測得CH3OCH3的選擇性為48%(圖中A點)。不改變反應時間和溫度,一定能提高CH3OCH3選擇性的措施有
增大壓強、選擇對反應Ⅱ催化活性更高的催化劑
增大壓強、選擇對反應Ⅱ催化活性更高的催化劑

【考點】化學平衡的計算
【答案】-△H1-△H2-△H3;移走H2;
n
-
m
m
×100;
2
n
-
2
m
2
2
m
-
n
;低溫時主要發(fā)生反應Ⅱ為主,升高溫度,平衡逆向移動,CO2平衡轉化率減小,而高溫時主要發(fā)生反應Ⅰ,升高溫度,平衡正向移動,CO2平衡轉化率增大,所以CO2平衡轉化率隨溫度先下降后升高;增大壓強、選擇對反應Ⅱ催化活性更高的催化劑
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:57引用:2難度:0.9
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,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=
     
    kJ?mol-1。
    (2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1
    (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2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進行計算)Pa2。
    ②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標號)。
    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。陽極的電極反應式為
     
    ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     
    。

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 2.反應 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,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:62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: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的平均反應速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
APP開發(fā)者:深圳市菁優(yōu)智慧教育股份有限公司| 應用名稱:菁優(yōu)網(wǎng) | 應用版本:5.0.7 |隱私協(xié)議|第三方SDK|用戶服務條款
本網(wǎng)部分資源來源于會員上傳,除本網(wǎng)組織的資源外,版權歸原作者所有,如有侵犯版權,請立刻和本網(wǎng)聯(lián)系并提供證據(jù),本網(wǎng)將在三個工作日內(nèi)改正