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CO2可用于制備CH4、合成氣(CO、H2),是CO2資源化利用的重要途徑。
(1)CO2甲烷化過(guò)程可能發(fā)生反應(yīng):
i.CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)ΔH1
ii.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ?mol-1
iii.CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g) ΔH3=-206.1kJ?mol-1
①ΔH1=
-164.9
-164.9
kJ?mol-1。
②利用不同催化劑,在一定溫度和反應(yīng)時(shí)間條件下,測(cè)得產(chǎn)物的生成速率與催化劑的關(guān)系如圖1??芍欣谥萍淄榈拇呋瘎┦?
Pt@h-BN3
Pt@h-BN3
。.
③壓強(qiáng)一定時(shí),按照
n
C
O
2
n
H
2
=
1
4
投料,發(fā)生上述反應(yīng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖2。
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請(qǐng)解釋溫度高于600℃之后,隨著溫度升高CO2轉(zhuǎn)化率增大的原因
CO2平衡轉(zhuǎn)化率為反應(yīng)i和反應(yīng)的CO2平衡轉(zhuǎn)化率之和.反應(yīng)i為放熱反應(yīng),隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低,反應(yīng)ii為吸熱反應(yīng),隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率升高.溫度較高時(shí),CO2平衡轉(zhuǎn)化率主要取決于反應(yīng)ii
CO2平衡轉(zhuǎn)化率為反應(yīng)i和反應(yīng)的CO2平衡轉(zhuǎn)化率之和.反應(yīng)i為放熱反應(yīng),隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低,反應(yīng)ii為吸熱反應(yīng),隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率升高.溫度較高時(shí),CO2平衡轉(zhuǎn)化率主要取決于反應(yīng)ii

(2)利用CO、H2合成甲醇的反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH,向密閉容器中充入1molCO和2molH2,發(fā)生反應(yīng),測(cè)得CO的平衡轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù)與溫度、壓強(qiáng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示:
溫度/℃轉(zhuǎn)化率
壓強(qiáng)/kPa
50 100 150 200 250 300
P1 0.82 0.70 0.34 0.12 0.04 0.02
P2 0.90 0.86 0.76 0.48 0.20 0.10
①由此可知,P1
小于
小于
P2(填“大于”或“小于”)。有利于提高CO平衡轉(zhuǎn)化率的措施是
適宜的低溫高壓或適當(dāng)?shù)慕禍丶訅?/div>
適宜的低溫高壓或適當(dāng)?shù)慕禍丶訅?/div>。
②P2kPa、250℃條件下,反應(yīng)5min達(dá)到平衡,此時(shí)H2的物質(zhì)的量為
1.6mol
1.6mol
,該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp
0
.
66
P
2
2
0
.
66
P
2
2
(kPa)-2(用分壓代替濃度,分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),用P2的式子表示)。

【答案】-164.9;Pt@h-BN3;CO2平衡轉(zhuǎn)化率為反應(yīng)i和反應(yīng)的CO2平衡轉(zhuǎn)化率之和.反應(yīng)i為放熱反應(yīng),隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低,反應(yīng)ii為吸熱反應(yīng),隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率升高.溫度較高時(shí),CO2平衡轉(zhuǎn)化率主要取決于反應(yīng)ii;小于;適宜的低溫高壓或適當(dāng)?shù)慕禍丶訅海?.6mol;
0
.
66
P
2
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)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:17引用:1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)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
  • 3.(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(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)畫出T4 溫度下的變化趨勢(shì)曲線。
    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)
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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
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