試卷征集
加入會員
操作視頻

以CO2、H2為原料合成CH3OH的反應(yīng)是研究熱點(diǎn)之一,該反應(yīng)體系涉及的反應(yīng)如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49kJ?mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2
回答下列問題:
(1)已知25℃和101kPa下,H2(g)、CO(g)的燃燒熱分別為285.8kJ?mol-1、283.0kJ?mol-1,H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44kJ?mol-1,則ΔH2=
+41.2
+41.2
kJ?mol-1
(2)在恒壓密閉容器中,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ以物質(zhì)的分壓表示的平衡常數(shù)Kp隨溫度T的變化關(guān)系如圖1所示(體系總壓為100kPa)。
菁優(yōu)網(wǎng)
①反應(yīng)Ⅱ?qū)?yīng)圖I中
n
n
(填“m”或“n”);A點(diǎn)對應(yīng)溫度下體系達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為80%,反應(yīng)Ⅰ的Kp=
0.10
0.10
kPa-2(保留兩位有效數(shù)字)。
②通過調(diào)整溫度可調(diào)控平衡時(shí)
p
C
H
3
OH
p
CO
的值。B點(diǎn)對應(yīng)溫度下,平衡時(shí)
p
C
H
3
OH
p
CO
=400,則p(H2)=
20
20
kPa。
(3)在密閉容器中,保持投料比不變,將CO2和H2按一定流速通過反應(yīng)器,一段時(shí)間后,測得CO2轉(zhuǎn)化率(α)和甲醇選擇性[x(CH3OH)=
n
生成
C
H
3
OH
n
消耗
C
O
2
×100%]隨溫度(T)變化關(guān)系如圖2所示。若233~250℃時(shí)催化劑的活性受溫度影響不大,則236℃后圖中曲線下降的原因是
主反應(yīng)放熱,副反應(yīng)吸熱,升溫使主反應(yīng)平衡逆向移動程度大于副反應(yīng)平衡正向移動程度,因而使CO2轉(zhuǎn)化率和甲醇選擇性下降
主反應(yīng)放熱,副反應(yīng)吸熱,升溫使主反應(yīng)平衡逆向移動程度大于副反應(yīng)平衡正向移動程度,因而使CO2轉(zhuǎn)化率和甲醇選擇性下降
;若氣體流速過大,CO2的轉(zhuǎn)化率會降低,原因是
氣體流速過大,使得氣體在容器中未能充分反應(yīng),還未達(dá)到化學(xué)平衡就被排出,導(dǎo)致CO2的轉(zhuǎn)化率降低
氣體流速過大,使得氣體在容器中未能充分反應(yīng),還未達(dá)到化學(xué)平衡就被排出,導(dǎo)致CO2的轉(zhuǎn)化率降低
。
(4)向恒溫恒壓的兩個(gè)密閉容器甲(T℃、P1)、乙(T℃、P2)中,分別充入物質(zhì)的量均為amol的CO2和H2,若只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,其正反應(yīng)速率v=kp(CO2)p(H2),p為氣體分壓。若甲、乙容器平衡時(shí)正反應(yīng)速率之比v:v=16:25,則甲、乙容器的體積之比為
5:4
5:4

【答案】+41.2;n;0.10;20;主反應(yīng)放熱,副反應(yīng)吸熱,升溫使主反應(yīng)平衡逆向移動程度大于副反應(yīng)平衡正向移動程度,因而使CO2轉(zhuǎn)化率和甲醇選擇性下降;氣體流速過大,使得氣體在容器中未能充分反應(yīng),還未達(dá)到化學(xué)平衡就被排出,導(dǎo)致CO2的轉(zhuǎn)化率降低;5:4
【解答】
【點(diǎn)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:77引用:1難度:0.4
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(shí)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(dá)到平衡的標(biāo)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)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。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①在容積均為 V L 的甲、乙、丙、丁四個(gè)密閉容器中分別充入 a mol CO 和 2a mol H2,四個(gè)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(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)進(jìn)行到 t min 時(shí)H2 的體積分?jǐn)?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(jìn)行 t min 后甲醇的體積分?jǐn)?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(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,為測定恒溫恒壓條件下反應(yīng)是否達(dá)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?jǐn)?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(shí)驗(yàn)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(qiáng)下進(jìn)行甲醇制烯烴的對比研究,得到如圖3實(shí)驗(yàn)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)
    菁優(yōu)網(wǎng)
    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
  • 3.(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(qiáng)的關(guān)系(其中n(H2O):n(C2H4)=1:1)。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    若p2=8.0MPa,列式計(jì)算A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算;分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù);結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)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(fù)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(dāng)有0.25mol乙烯參與反應(yīng)時(shí)(假設(shè)電解質(zhì)溶液體積變化忽略不計(jì)),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
小程序二維碼
把好題分享給你的好友吧~~
APP開發(fā)者:深圳市菁優(yōu)智慧教育股份有限公司 | 應(yīng)用名稱:菁優(yōu)網(wǎng) | 應(yīng)用版本:4.8.2  |  隱私協(xié)議      第三方SDK     用戶服務(wù)條款廣播電視節(jié)目制作經(jīng)營許可證出版物經(jīng)營許可證網(wǎng)站地圖本網(wǎng)部分資源來源于會員上傳,除本網(wǎng)組織的資源外,版權(quán)歸原作者所有,如有侵犯版權(quán),請立刻和本網(wǎng)聯(lián)系并提供證據(jù),本網(wǎng)將在三個(gè)工作日內(nèi)改正