“Cl化學(xué)”是指以碳單質(zhì)或分子中含1個(gè)碳原子的物質(zhì)(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)為原料合成工業(yè)產(chǎn)品的化學(xué)工藝,對(duì)開發(fā)新能源和控制環(huán)境污染有重要意義。中科院天津工生所利用化學(xué)催化劑將高濃度二氧化碳在高密度氫能作用下還原成碳一(Cl)化合物,然后通過(guò)設(shè)計(jì)構(gòu)建碳一聚合新酶,依據(jù)化學(xué)聚糖反應(yīng)原理將碳一化合物聚合成碳三(C3)化合物,最后通過(guò)生物途徑優(yōu)化,將碳三化合物聚合成碳六(C6)化合物,再進(jìn)一步合成直鏈和支鏈淀粉(Cn化合物)。在實(shí)驗(yàn)室中首次實(shí)現(xiàn)從二氧化碳到淀粉分子的全合成。
(1)科學(xué)家成功研制出一種新型催化劑,能將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄?。在常壓?00℃條件下,CO2與H2按體積之比1:4反應(yīng),CO2轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%。一定條件下,某興趣小組在容積為VL的密閉容器中發(fā)生此反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 K=c(CH4)?c2(H2O)c(CO2)?c4(H2)K=c(CH4)?c2(H2O)c(CO2)?c4(H2)。
②由圖1可知該反應(yīng)的ΔH <<0(填“>”、“<”或“=”);300℃時(shí),從反應(yīng)開始到達(dá)平衡,以H2的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是 4nAtAVmol?L-1?min-14nAtAVmol?L-1?min-1(用nA、tA、V表示)。
(2)已知CO2(g)+2CH3OH(g)?CH3OCOOCH3(g)+H2O(g),ΔH,控制一定條件,該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,則ΔH <<0(填“>”,“<”或“=”)。在一定溫度下,向一容積可變的容器中充入1molCO2、2molCH3OH(g),CO2的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖2所示。在t時(shí)加壓,若t1時(shí)容器容積為1000mL,則t2時(shí)容器容積為 2525mL。
(3)利用回收的CO2制取甲醛的反應(yīng)為CO2(g)+2H2(g)?HCHO(g)+H2O(g) ΔH=-6kJ?mol-1
①為提高上述反應(yīng)中H2的平衡轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施有 增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)、降低溫度或增加CO2的量降低溫度或增加CO2的量(任寫兩條)。
②實(shí)驗(yàn)室在2L恒容密閉容器中模擬上述合成HCHO的實(shí)驗(yàn)。T1℃時(shí)將V(CO2)V(H2)=1:2的CO2和H2混合氣體充入容器中,每隔一定時(shí)間測(cè)得容器內(nèi)混合氣體壓強(qiáng)如表所示:
c
(
C
H
4
)
?
c
2
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
?
c
4
(
H
2
)
c
(
C
H
4
)
?
c
2
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
?
c
4
(
H
2
)
4
n
A
t
A
V
mol
?
L
-
1
?
mi
n
-
1
4
n
A
t
A
V
mol
?
L
-
1
?
mi
n
-
1
V
(
C
O
2
)
V
(
H
2
)
時(shí)間/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
壓強(qiáng)/kPa | 1.08 | 0.96 | 0.88 | 0.82 | 0.80 | 0.80 | 0.80 |
Δ
p
(
B
)
Δ
t
0.24
0.24
kPa?min-1。10min時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率為 33.3%
33.3%
(保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算.
【答案】K=;<;;<;25;增大壓強(qiáng);降低溫度或增加CO2的量;0.24;33.3%
c
(
C
H
4
)
?
c
2
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
?
c
4
(
H
2
)
4
n
A
t
A
V
mol
?
L
-
1
?
mi
n
-
1
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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:2024/4/20 14:35:0組卷:7引用:1難度:0.6
相似題
-
1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
(1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對(duì)反應(yīng)I速率影響更大,其原因是
(2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對(duì)相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
(3)在800℃時(shí),=n(CO2)n(C2H6),充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應(yīng),初始?jí)簭?qiáng)為P,一段時(shí)間達(dá)到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=13
(4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時(shí),向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中CH4的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時(shí)═k逆k正
(5)我國(guó)科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M(fèi)是電源的
②陽(yáng)極電極反應(yīng)式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計(jì)算,也可以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).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計(jì)算平衡常數(shù)更方便.下列說(shuō)法不正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7 -
3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)化學(xué)方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應(yīng),相同時(shí)間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說(shuō)法不正確的是( )發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
把好題分享給你的好友吧~~