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甲醇是重要的化工原料,又可作為燃料。以CO2和H2為原料生產(chǎn)甲醇時(shí),同時(shí)發(fā)生下列兩個(gè)反應(yīng),反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-58.0kJ?mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.0kJ?mol-1
(1)上述兩個(gè)反應(yīng)中,在熱力學(xué)上趨勢(shì)較大的是
(填反應(yīng)代號(hào))。
(2)如圖1中表示反應(yīng)II平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為
b
b
(填曲線標(biāo)記字母),其判斷依據(jù)是
反應(yīng)II為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向右移動(dòng),平衡常數(shù)增大
反應(yīng)II為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向右移動(dòng),平衡常數(shù)增大
。
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(3)CO和H2反應(yīng)也可生成氣態(tài)甲醇。相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵 H-H C-O C≡O(shè) H-O C-H
E/(kJ?mol-1 436 343 1076 465 x
①則x=
413
413
。
②CO和H2生成甲醇的反應(yīng),體系總壓強(qiáng)為P MPa恒定,在溫度T時(shí),起始
n
CO
n
H
2
=
1
2
,若到達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡常數(shù)Kp=
4
p
2
(MPa)-2
4
p
2
(MPa)-2
(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))。
(4)某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為1:2.2。在相同壓強(qiáng)下,發(fā)生I、II兩個(gè)反應(yīng),經(jīng)過(guò)相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖2、圖3所示:
①有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有
D
D

A.使用催化劑1
B.增大CO2和H2的初始投料比
C.使用催化劑2
D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度
②在催化劑2的作用下,543 K時(shí),CO的選擇性(CO2轉(zhuǎn)化為CO的體積百分比)為
26%
26%
,H2的轉(zhuǎn)化率為
11%
11%
(保留兩位有效數(shù)字)。

【答案】Ⅰ;b;反應(yīng)II為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向右移動(dòng),平衡常數(shù)增大;413;
4
p
2
(MPa)-2;D;26%;11%
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:6引用:1難度:0.4
相似題
  • 1.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( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6
  • 2.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái),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(lái)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=
     
    kJ?mol-1。
    (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(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測(cè)得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1
    (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。
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    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
     
    (填“>”或“<”)0,此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2。
    ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號(hào))。
    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(yáng)極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽(yáng)兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     
    。

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 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(cè)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)=
     
    mol/L,反應(yīng)開(kāi)始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:162引用:26難度:0.3
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