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甲醇是重要的化工原料,也是重要的能源物質,可發(fā)展替代傳統(tǒng)化石燃料。開發(fā)CO2加氫制甲醇技術既能解決溫室效應等環(huán)境問題,又能有效提高資源的利用率?;卮鹣铝袉栴}:
(1)CO2加氫分別生成甲醇和CO是最重要的兩個基本反應,其反應如下:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.6kJ?mol-1
CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ?mol-1
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH3
則反應③的ΔH3=
-90.8
-90.8
kJ?mol-1
(2)CO2加氫生成甲醇適宜在
低溫、高壓
低溫、高壓
(填“低溫”“高溫”“高壓”“低壓”,可多選)條件下進行,在實際生產(chǎn)過程中,通常會在原料氣里摻一些CO,請從平衡移動角度分析原因:
加入一定量CO,使反應CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)逆向進行,提高生成CH3OH的選擇性
加入一定量CO,使反應CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)逆向進行,提高生成CH3OH的選擇性
。
(3)在一恒溫、容積可變的密閉容器中,充入1molCO2與3molH2發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),CO2在溫度T下的平衡轉化率與總壓強的關系如圖1所示,圖中M點時CH3OH的物質的量分數(shù)為
16.7%
16.7%
,該反應的壓強平衡常數(shù)為Kp=
5.33×10-4
5.33×10-4
(atm)-2(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數(shù))。

(4)CO2也可以通過電化學方法轉化為CH3OH,裝置如圖2所示。陰極的電極反應式為
CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O
CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O
,若外接電源為鉛蓄電池,鉛蓄電池正極質量增加32g時,則標準狀況下陽極生成
5.6
5.6
LO2

【答案】-90.8;低溫、高壓;加入一定量CO,使反應CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)逆向進行,提高生成CH3OH的選擇性;16.7%;5.33×10-4;CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O;5.6
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:26引用:3難度:0.6
相似題
  • 1.反應 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,半分鐘后,C 的物質的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是(  )

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60引用:6難度:0.6
  • 2.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,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=
     
    kJ?mol-1。
    (2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關系如圖所示。

    ①T℃時,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2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進行計算)Pa2。
    ②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標號)。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質,以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為
     
    ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質量之比為
     
    。

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 3.將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應: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的平均反應速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應開始前容器中的A、B的物質的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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