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習(xí)近平總書記在黨的二十大報告中指出“實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革”。CO2的轉(zhuǎn)化和利用是實現(xiàn)“碳中和”的有效途徑?;卮鹣铝袉栴}:
菁優(yōu)網(wǎng)?
(1)工業(yè)廢氣中的CO2可制取甲醇,其反應(yīng)為CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1。
①已知鍵能如表所示,則ΔH1=
-181kJ?mol-1
-181kJ?mol-1

化學(xué)鍵 C=O C-O H-H C-H O-H
鍵能/(kJ?mol-1 745 351 436 413 463
②從原料成本角度考慮,應(yīng)調(diào)控反應(yīng)條件使上述反應(yīng)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率CO2
小于
小于
(填“大于”“小于”
或“等于”)H2
(2)在200℃時,向2L恒容密閉容器中充入1molCO2和3molH2,進(jìn)行反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),10min時反應(yīng)達(dá)到平衡,壓強降為初始壓強的70%。
①以CO2物質(zhì)的量濃度的變化表示0~10min的化學(xué)反應(yīng)速率v(CO2)=
0.03mol?L-1?min-1
0.03mol?L-1?min-1
。
②下列選項能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是
AD
AD
(填標(biāo)號)。
A.v(H2)=3v(CH3OH)
B.容器內(nèi)氣體的密度不再發(fā)生變化
C.
n
C
O
2
c
H
2
不再發(fā)生變化
D.
n
C
O
2
c
H
2
O
不再發(fā)生變化
(3)已知Arrhenius經(jīng)驗公式為Rlnk=-
E
n
T
+C(En為活化能,k為速率常數(shù),R和C為常數(shù))。為探究M、N兩種催化劑對反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)的催化效能,進(jìn)行相關(guān)實驗,依據(jù)實驗數(shù)據(jù)獲得如圖1所示曲線,從圖中信息獲知催化效能較低的催化劑是
M
M
(“M”或“N”),判斷理由是
直線M斜率小,Ea
直線M斜率小,Ea
。
(4)在某催化劑作用下,按n(CO2):n(H2)=1:3向某密閉容器中通入一定量的原料氣,發(fā)生如下兩個反應(yīng);
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.17kJ?mol-1
維持壓強為5MPa,測得不同溫度下反應(yīng)經(jīng)t分鐘時CO2的轉(zhuǎn)化率和CH3OH的選擇性如圖2所示(已知:甲醇的選擇性=
產(chǎn)物中
C
H
3
OH
物質(zhì)的量
產(chǎn)物中
C
H
3
OH
CO
物質(zhì)的量之和
×100%)。
①T1后,溫度升高CH3OH選擇性降低的可能原因是
T1后,反應(yīng)達(dá)到平衡,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ逆向移動,反應(yīng)Ⅱz正向移動,生成的甲醇減少
T1后,反應(yīng)達(dá)到平衡,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ逆向移動,反應(yīng)Ⅱz正向移動,生成的甲醇減少
。
②T1溫度下,若經(jīng)過t分鐘反應(yīng)Ⅱ已達(dá)平衡,則反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)Kp=
0.11
0.11
(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),計算結(jié)果保留兩位小數(shù))。

【答案】-181kJ?mol-1;小于;0.03mol?L-1?min-1;AD;M;直線M斜率小,Ea大;T1后,反應(yīng)達(dá)到平衡,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ逆向移動,反應(yīng)Ⅱz正向移動,生成的甲醇減少;0.11
【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:2024/9/18 2:0:8組卷:26引用:1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(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。
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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(jìn)行到 t min 時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(jìn)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
  • 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?jǐn)?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(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(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
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