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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(wèn)題:
(1)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的1nK(K代表化學(xué)平衡洋數(shù))隨
1
T
(溫度的倒數(shù))的變化如圖1所示。據(jù)圖判斷,升高溫度時(shí),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”)。菁優(yōu)網(wǎng)
(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(dòng);若將反應(yīng)體系體積壓縮至原來(lái)一半,重新達(dá)到平衡時(shí)兩反應(yīng)所需時(shí)間t
=
=
t(填“>”“<”或“=”)。
(3)恒壓條件下,將CO2和H2按體積比1:3混合,初始?jí)簭?qiáng)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(shí)間段內(nèi)CH3OH的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如圖2所示。菁優(yōu)網(wǎng)
已知:CH3OH的選擇性=
C
H
3
OH
的物質(zhì)的量
反應(yīng)的
C
O
2
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
BD
BD
。
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=k?p(CO2)?p(H2),υ=k?p(CO)?p(H2O),其中k、k分別為正、逆反應(yīng)的速率常數(shù),1gk與
1
T
的關(guān)系如圖3所示,①、②、③、④四條斜線(xiàn)中,表示1gk的是
;230℃下,圖中A、B、C、D點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為a+1、a+0.48、a-0.48、a-1,達(dá)到平衡時(shí),測(cè)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=
243
500
p
0
2
243
500
p
0
2
。(已知:10-0.48=0.33,10-0.52=0.30)

【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;
243
500
p
0
2
【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(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:28引用:3難度:0.6
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(guò)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(shuō)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(cè)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(qǐng)畫(huà)出T4 溫度下的變化趨勢(shì)曲線(xiàn)。
    ③在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,為測(cè)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(duì)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(duì)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?zhuān)?
     

    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)。
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    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
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