為減少碳氧化物的排放,工業(yè)上可回收CO2和CO合成甲醇(CH3OH)。
(1)利用CO2和H2反應(yīng)合成甲醇時(shí)發(fā)生兩個(gè)平行反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)
控制CO2和H2初始投料比為1:3,溫度對(duì)CO2平衡轉(zhuǎn)化率及甲醇和CO產(chǎn)率的影響如圖1所示。
①反應(yīng)Ⅰ能自發(fā)的反應(yīng)條件:低溫低溫。(填“低溫”、“高溫”、“任何溫度”)
②由圖可知溫度升高CO的產(chǎn)率上升,其主要原因可能是 反應(yīng)Ⅱ正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高平衡正向移動(dòng),CO 產(chǎn)率升高反應(yīng)Ⅱ正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高平衡正向移動(dòng),CO 產(chǎn)率升高。
③由圖可知獲取CH3OH最適宜的溫度是 250℃250℃。
④控制CO2和H2初始投料比為1:1.6,在300℃時(shí)反應(yīng)Ⅰ已達(dá)到平衡狀態(tài),CO2的轉(zhuǎn)化率為50%,甲醇選擇性為60%,此時(shí)容器的體積為1.0L,若CO2初始加入量為2.0mol,則反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)是 0.60.6。(甲醇的選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比)
(2)利用CO和H2在一定條件下亦可合成甲醇,發(fā)生如下反應(yīng):反應(yīng)Ⅲ:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
其兩種反應(yīng)過程中能量的變化曲線如圖2中a、b所示,下列說法正確的是 ACEACE。
A.上述反應(yīng)的△H=-91kJ?mol-1
B.a(chǎn)反應(yīng)正反應(yīng)的活化能為510kJ?mol-1
C.b過程中第Ⅰ階段為吸熱反應(yīng),第Ⅱ階段為放熱反應(yīng)
D.b過程使用催化劑后降低了反應(yīng)的活化能和△H
E.b過程的反應(yīng)速率:第Ⅱ階段>第Ⅰ階段
(3)甲和乙兩個(gè)恒容密閉容器的體積相同,向甲中加入1mol CO和2mol H2,向乙中加入2mol CO和4mol H2,發(fā)生反應(yīng)Ⅲ,測(cè)得不同溫度下甲中CO的平衡轉(zhuǎn)化率如圖3所示,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出不同溫度下乙容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率變化趨勢(shì)的曲線 。
(4)反應(yīng)Ⅰ生成的甲醇常用作燃料電池的原料,請(qǐng)寫出以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極構(gòu)成的燃料電池的負(fù)極電極方程式 2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O。
【答案】低溫;反應(yīng)Ⅱ正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高平衡正向移動(dòng),CO 產(chǎn)率升高;250℃;0.6;ACE;;2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:16引用:1難度:0.4
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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(cè)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(yáng)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( ?。?/h2>
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(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)=
(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:163引用:26難度:0.3
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