CO2催化加氫合成二甲醚是CO2資源化利用的有效途徑之一,合成二甲醚的總反應(yīng)可表示為:總反應(yīng):2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH,K(表示平衡常數(shù),下同)
該反應(yīng)可通過如下步驟來實(shí)現(xiàn):
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH1,K1
反應(yīng)Ⅱ:2CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2,K2
請(qǐng)回答:
(1)ΔH=2ΔH1+ΔH22ΔH1+ΔH2(用ΔH1,ΔH2表示),K=K21×K2K21×K2(用K1,K2表示)。
(2)3.0MPa、[n(H2)n(CO2)]=4的條件下,平衡時(shí)CO2轉(zhuǎn)化率和CH3OCH3的選擇性隨溫度變化如圖1所示。其中:CH3OCH3的選擇性=2[n(CH3OCH3,平衡)-n(CH3OCH3初始)]n(CO2,轉(zhuǎn)化)×100%。
①下列說法正確的是 ABAB。
A.ΔH<0、ΔH1>0、ΔH2<0
B.若反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行,當(dāng)體系壓強(qiáng)不再變化,則反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ均達(dá)到平衡狀態(tài)
C.提高氫碳比[n(H2)n(CO2)],平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率增大,CH3OCH3的選擇性減小
②360℃時(shí),不考慮其他副反應(yīng),反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K1為 0.0520.052。
③3.0MPa、n(H2)n(CO2)=4的條件下,CO2催化加氫反應(yīng)一段時(shí)間,不同溫度下CO2實(shí)際轉(zhuǎn)化率和CH3OCH3實(shí)際選擇性數(shù)據(jù)如表:
K
2
1
K
2
1
[
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)
]
2
[
n
(
C
H
3
OC
H
3
,
平衡
)
-
n
(
C
H
3
OC
H
3
初始
)
]
n
(
C
O
2
,
轉(zhuǎn)化
)
[
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)
]
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)
溫度/℃ | 220 | 240 | 260 | 280 | 300 |
CO2實(shí)際轉(zhuǎn)化率% | 7.6 | 12.4 | 14.8 | 18.6 | 22.9 |
二甲醚實(shí)際選擇性% | 68.7 | 77.2 | 61.0 | 41.5 | 27.5 |
240℃
240℃
。④由上表數(shù)據(jù)可知,240~300℃二甲醚的實(shí)際選擇性逐漸減小,從化學(xué)反應(yīng)速率角度分析原因
在催化劑作用下,隨著溫度升高,反應(yīng)Ⅰ速率加快的程度比反應(yīng)Ⅱ大,故二甲醚的實(shí)際選擇性逐漸減小
在催化劑作用下,隨著溫度升高,反應(yīng)Ⅰ速率加快的程度比反應(yīng)Ⅱ大,故二甲醚的實(shí)際選擇性逐漸減小
。(3)250℃、3.0MPa、
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)
CH3OCH3的收率=
2
[
n
(
C
H
3
OC
H
3
,
平衡
)
-
n
(
C
H
3
OC
H
3
,
初始
)
]
n
(
C
O
2
,
轉(zhuǎn)化
)
CO的收率=
n
(
CO
,
平衡
)
-
n
(
CO
,
初始
)
n
(
C
O
2
,
轉(zhuǎn)化
)
請(qǐng)?jiān)趫D2中選出φ在0~14%之間CO平衡收率的變化趨勢
a
a
(填“a”或“b”或“c”)。【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;化學(xué)平衡的影響因素.
【答案】2ΔH1+ΔH2;×K2;AB;0.052;240℃;在催化劑作用下,隨著溫度升高,反應(yīng)Ⅰ速率加快的程度比反應(yīng)Ⅱ大,故二甲醚的實(shí)際選擇性逐漸減?。籥
K
2
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:2024/7/18 8:0:9組卷:77引用:2難度:0.5
相似題
-
1.氫氣最早于16世紀(jì)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=
(2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí),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(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
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(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)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( )
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59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(yīng):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(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時(shí)A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:162引用:26難度:0.3
把好題分享給你的好友吧~~