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碳中和作為一種新型環(huán)保形式,目前已經(jīng)被越來越多的大型活動(dòng)和會(huì)議采用?;卮鹣铝杏嘘P(guān)問題:
(1)利用CO2合成二甲醚有兩種工藝。
工藝1:涉及以下主要反應(yīng):
Ⅰ.甲醇的合成:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1<0
Ⅱ.逆水汽變換:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2>0
Ⅲ.甲醇脫水:2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH3>0
工藝2:利用CO2直接加氫合成CH3OCH3(反應(yīng)Ⅳ)
①反應(yīng)Ⅳ的熱化學(xué)方程式為
2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=2ΔH1+ΔH3
2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=2ΔH1+ΔH3
,平衡常數(shù)K4=
K
2
1
?K3
K
2
1
?K3
(用K1、K3表示)。
②恒溫恒容情況下,下列說法能判斷反應(yīng)Ⅳ達(dá)到平衡的是
BD
BD
。
A.氣體物質(zhì)中碳元素與氧元素的質(zhì)量比不變
B.容器內(nèi)壓強(qiáng)不變
C.容器內(nèi)氣體密度不變
D.容器內(nèi)CH3OCH3濃度保持不變
(2)工藝1需先合成甲醇。在不同壓強(qiáng)下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料合成甲醇,實(shí)驗(yàn)測(cè)定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。
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①下列說法正確的是
ABC
ABC
。
A.圖甲縱坐標(biāo)表示CH3OH的平衡產(chǎn)率
B.p1>p2>p3
C.為了同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率,應(yīng)選擇低溫、高壓條件
D.一定溫度壓強(qiáng)下,提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率的主要方向是尋找活性更高的催化劑
②圖乙中,某溫度時(shí),三條曲線幾乎交于一點(diǎn)的原因是
低溫階段升高溫度時(shí),以反應(yīng)Ⅰ為主,反應(yīng)放熱,溫度升高,平衡逆向移動(dòng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率下降,升高到一定溫度后,以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?,即主要發(fā)生逆水汽變換反應(yīng),反應(yīng)Ⅱ前后氣體的物質(zhì)的量相等,壓強(qiáng)對(duì)平衡無影響
低溫階段升高溫度時(shí),以反應(yīng)Ⅰ為主,反應(yīng)放熱,溫度升高,平衡逆向移動(dòng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率下降,升高到一定溫度后,以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹鳎粗饕l(fā)生逆水汽變換反應(yīng),反應(yīng)Ⅱ前后氣體的物質(zhì)的量相等,壓強(qiáng)對(duì)平衡無影響
。
(3)對(duì)于合成甲醇的反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0,一定條件下,單位時(shí)間內(nèi)不同溫度下測(cè)定的CO2轉(zhuǎn)化率如圖丙所示。溫度高于710K時(shí),隨溫度的升高CO2轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是
溫度升高到710K時(shí),單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)達(dá)平衡,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率降低
溫度升高到710K時(shí),單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)達(dá)平衡,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率降低
。

【答案】2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=2ΔH1+ΔH3;
K
2
1
?K3;BD;ABC;低溫階段升高溫度時(shí),以反應(yīng)Ⅰ為主,反應(yīng)放熱,溫度升高,平衡逆向移動(dòng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率下降,升高到一定溫度后,以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?,即主要發(fā)生逆水汽變換反應(yīng),反應(yīng)Ⅱ前后氣體的物質(zhì)的量相等,壓強(qiáng)對(duì)平衡無影響;溫度升高到710K時(shí),單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)達(dá)平衡,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率降低
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:12引用:3難度:0.7
相似題
  • 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=
     
    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。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽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
  • 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)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的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:163引用:26難度:0.3
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