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我國力爭在2030年前實現(xiàn)碳達峰，降低碳排放的一個重要措施是CO2的綜合利用，如工業(yè)利用CO2合成CH3OH，再合成CH3OCH3。
I．CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）（主反應(yīng)）
II．CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）（副反應(yīng)）
請回答：（1）工業(yè)原料氣配比中需加入一定量的CO，原因是
抑制副反應(yīng)的發(fā)生，同時副反應(yīng)平衡逆向移動，可以促使反應(yīng)Ⅰ正向移動，提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率
抑制副反應(yīng)的發(fā)生，同時副反應(yīng)平衡逆向移動，可以促使反應(yīng)Ⅰ正向移動，提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率
。
（2）在溫度為T，恒壓P的條件下，充入1mol的CO2和3molH2此時體積為2升，發(fā)生I、Ⅱ反應(yīng)達平衡時CO的物質(zhì)的量為0.2mol,H2O的物質(zhì)的量分數(shù)為
2
7
，求：（保留2位小數(shù)）
①CO2的轉(zhuǎn)化率
80%
80%
。
②反應(yīng)I的平衡常數(shù)K為
4.70
4.70
。
（3）二甲醚在有機化工中有重要的應(yīng)用，可以利用上述合成的甲醇制備二甲醚
III．2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH3（主反應(yīng)）
IV．2CH3OH（g）═C2H4（g）+2H2O（g）ΔH4（副反應(yīng)）
在一定條件下發(fā)生反應(yīng)的能量關(guān)系如圖所示
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①當反應(yīng)一定時間，測得副產(chǎn)品C2H4的含量特別高，分析原因
2CH3OH（g）═C2H4（g）+2H2O（g）為氣體分子數(shù)增大的放熱反應(yīng)，ΔH＜0，ΔS＞0，ΔG始終小于0，在任何條件下都能自發(fā)進行，同時逆反應(yīng)在任何條件下都不能自發(fā)進行，溫度越高，時間越長，生成的C2H4的量越多
2CH3OH（g）═C2H4（g）+2H2O（g）為氣體分子數(shù)增大的放熱反應(yīng)，ΔH＜0，ΔS＞0，ΔG始終小于0，在任何條件下都能自發(fā)進行，同時逆反應(yīng)在任何條件下都不能自發(fā)進行，溫度越高，時間越長，生成的C2H4的量越多
。
②為提高反應(yīng)Ⅲ生成CH3OCH3的選擇性（轉(zhuǎn)化的CH3OH中生成二甲醚的百分比），下列措施中合適的是
CD
CD
。
A．適當增大壓強
B．升高溫度
C．使用合適催化劑
D．未達平衡時及時分離產(chǎn)品
（4）研究表明，在催化劑M的催化下，H2與CO2合成CH3OH，主要催化過程如圖（H*表示活性氫原子）
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則A、B結(jié)構(gòu)是
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、
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。

【答案】抑制副反應(yīng)的發(fā)生，同時副反應(yīng)平衡逆向移動，可以促使反應(yīng)Ⅰ正向移動，提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率；80%；4.70；2CH3OH（g）═C2H4（g）+2H2O（g）為氣體分子數(shù)增大的放熱反應(yīng)，ΔH＜0，ΔS＞0，ΔG始終小于0，在任何條件下都能自發(fā)進行，同時逆反應(yīng)在任何條件下都不能自發(fā)進行，溫度越高，時間越長，生成的C2H4的量越多；CD；菁優(yōu)網(wǎng)；菁優(yōu)網(wǎng)
【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：17引用：3難度：0.5
相似題

  • 1．甲醇CH3OH是一種重要的化工原料，在生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。
    （1）已知
    甲醉脫水反應(yīng)Ⅰ2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1=-23.9kJ?mol-1
    甲醇制烯烴反應(yīng)Ⅱ2CH3OH（g）═C2H4（g）+2H2O（g）△H2=-29.1kJ?mol-1
    乙醇異構(gòu)化反應(yīng)ⅢC2H5OH（g）═CH3OCH3（g）△H3=+50.7kJ?mol-1
    ①屬于吸熱反應(yīng)的是
     
    （填羅馬數(shù)字）。
    ②反應(yīng)Ⅰ中，反應(yīng)物具有的總能量
     
    （填“大于”“等于”或“小于”）生成物具有的總能量。
    ③反應(yīng)Ⅱ的△S
     
    0（填“＞”或“=”或者“＜”），該反應(yīng)
     
    在任意溫度下自發(fā)（填“能或“不能”）。
    ④則乙烯氣相直接水合反應(yīng)
    C2H4（g）+H2O（g）═C2H5OH（g）的△H=
     
    kJ?mol-1。
    （2）合成CH3OH的一種反應(yīng)為：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）。一定條件下，將1molCO和2molH2在1L容器中發(fā)生上述反應(yīng)。經(jīng)過2 min反應(yīng)生成了amolCH3OH（反應(yīng)前后體積不變）
    ①此時CO的濃度為
     
    mol/L。
    ②2min內(nèi)用H2表示該反應(yīng)的速率為v（H2）=
     
    mol（L?min）。
    ③升高溫度，反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小，則該反應(yīng)為
     
    （填“吸熱反應(yīng)”或“放熱反應(yīng)”）。
    一定能說明該反應(yīng)達到平衡的標志是
     
    。
    A.CO、C2H5OH的濃度相等
    B.2v（CO）=v（H2）
    C.混合氣體的密度保持不變
    D.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變

    發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：7引用：1難度：0.5

  • 2．（1）已知：
    甲醇脫水反應(yīng)   2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1=-23.9kJ?mol-1
    甲醇制烯烴反應(yīng)  2CH3OH（g）═C2H4 （g）+2H2O（g）△H2=-29.1kJ?mol-1
    乙醇異構(gòu)化反應(yīng)  C2H5OH （g）═CH3OCH3（g）△H3=+50.7kJ?mol-1
    則乙烯氣相直接水合反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
     
    。
    （2）如圖為乙烯氣相直接水合法制備乙醇中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系（其中n（H2O）：n（C2H4）=1：1）。
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    若p2=8.0MPa,列式計算A點的平衡常數(shù)Kp=
     
    （用平衡分壓代替平衡濃度計算；分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)；結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位）；
    （3）以乙烯為燃料，氧氣為氧化劑，KOH溶液為電解質(zhì)溶液，可制成燃料電池（電極材料為惰性電極）。
    ①若KOH溶液足量，則負極的電極反應(yīng)式
     
    。
    ②若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.75mol,當有0.25mol乙烯參與反應(yīng)時（假設(shè)電解質(zhì)溶液體積變化忽略不計），則反應(yīng)后電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是
     
    。

    發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：21引用：1難度：0.6

  • 3．（1）煤氣化制合成氣（CO 和 H2）
    已知：C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H1=131.3 kJ?mol-1
    C（s）+2H2 O（g）═CO2（g）+2H2（g）△H2=90 kJ?mol-1
    則一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是
     

    （1）由合成氣制甲醇
    合成氣 CO 和H2 在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0。
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    ①在容積均為 V L 的甲、乙、丙、丁四個密閉容器中分別充入 a mol CO 和 2a mol H2，四個容器的反應(yīng)溫度分別為 T1、T2、T3、T4 且恒定不變。在其他條件相同的情況下，實驗測得反應(yīng)進行到 t min 時H2 的體積分數(shù)如圖1所示，則T3 溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)為
     
    （用 a、V 表示）
    ②如圖2反映的是在T3 溫度下，反應(yīng)進行 t min 后甲醇的體積分數(shù)與反應(yīng)物初始投料比
    c
    （
    CO
    ）
    c
    （
    H
    2
    ）
      的關(guān)系，請畫出T4 溫度下的變化趨勢曲線。
    ③在實際工業(yè)生產(chǎn)中，為測定恒溫恒壓條件下反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，可作
    為判斷依據(jù)的是
     

    A．管道內(nèi)氣體密度保持不變B．CO 的體積分數(shù)保持不變
    C．氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變D．c（H2）=2c（CH3OH）
    （3）由甲醇制烯烴
    主反應(yīng)：2CH3OH?C2H4+2H2Oi；3CH3OH?C3H6+3H2Oii
    副反應(yīng)：2CH3OH?CH3OCH3+H2Oiii
    某實驗室控制反應(yīng)溫度為 400℃，在相同的反應(yīng)體系中分別填裝等量的兩種催化劑（Cat.1 和 Cat.2），以恒定的流速通入 CH3OH，在相同的壓強下進行甲醇制烯烴的對比研究，得到如圖3實驗數(shù)據(jù)（選擇性：轉(zhuǎn)化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比）
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    由圖象可知，使用 Cat.2 反應(yīng) 2 h 后甲醇的轉(zhuǎn)化率與乙烯和丙烯的選擇性均明顯下降，可能的原因是（結(jié)合碰撞理論解釋）
     

    發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：43引用：2難度：0.3
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