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研究二氧化碳合成甲醇對實現(xiàn)“碳中和”具有重要意義?;卮鹣铝袉栴}:
菁優(yōu)網(wǎng)
(1)二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H   K1該反應(yīng)一般認(rèn)為通過如下步驟來實現(xiàn),反應(yīng)進(jìn)程與體系能量變化關(guān)系如圖1所示:
①CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H1   K1
②2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H2  K2
(1)△H2
0(填“>”或“<”,下同),反應(yīng)①在高溫下能自發(fā)進(jìn)行,則△S
0。
(2)對于合成甲醇總反應(yīng),要加快其反應(yīng)速率并使其在一定條件下建立的平衡正向移動,可采取的措施有
B
B
(填字母,后同)。
A.增大反應(yīng)容器的容積
B.縮小反應(yīng)容器的容積
C.從平衡體系中及時分離出CH3OH
D.升高溫度
E.使用合適的催化劑
(3)一定溫度下,將CO2和H2以物質(zhì)的量之比為1:1充入盛有催化劑的密閉容器中,發(fā)生合成甲醇總反應(yīng);某時刻t1,當(dāng)下列量不再變化時,一定能說明該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的是
C
C
(填字母)。
A.平衡常數(shù)K不再變化
B.CO2的體積分?jǐn)?shù)不再變化
C.CH3OH的體積分?jǐn)?shù)不再變化
D.反應(yīng)的焓變ΔH不再變化
(4)500℃時,已知K1=2.5,K2=1.0。往2L恒容密閉容器中充入1mol CO2和3mo H2,測得某時刻t2,合成甲醇總反應(yīng)中CO2的轉(zhuǎn)化率為66.67%(約轉(zhuǎn)化了
2
3
mol),則t2時合成甲醇總反應(yīng)的v(正)
v(逆)(填>、<”或“=”),并通過計算說明理由
因為Qc=
c
C
H
3
OH
?
c
H
2
O
c
C
O
2
?
c
3
H
2
=
1
3
×
1
3
1
6
×
1
2
3
=
16
3
>K=K1?K2=2.5×1.0=2.5,故反應(yīng)逆向進(jìn)行
因為Qc=
c
C
H
3
OH
?
c
H
2
O
c
C
O
2
?
c
3
H
2
=
1
3
×
1
3
1
6
×
1
2
3
=
16
3
>K=K1?K2=2.5×1.0=2.5,故反應(yīng)逆向進(jìn)行

(5)甲醇燃料電池工作原理如圖2所示,通入a氣體的電極為原電池的
負(fù)
負(fù)
(填“正”或“負(fù)”)極,其電極反應(yīng)式為
CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
。

【答案】<;>;B;C;<;因為Qc=
c
C
H
3
OH
?
c
H
2
O
c
C
O
2
?
c
3
H
2
=
1
3
×
1
3
1
6
×
1
2
3
=
16
3
>K=K1?K2=2.5×1.0=2.5,故反應(yīng)逆向進(jìn)行;負(fù);CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
【解答】
【點評】
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:19引用:3難度:0.5
相似題
  • 1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
    Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
    Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
    (1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
    i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
    ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
    ①ΔH1=
     
    kJ?mol-1
    ②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應(yīng)I速率影響更大,其原因是
     

    (2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
     

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    (3)在800℃時,
    n
    C
    O
    2
    n
    C
    2
    H
    6
    =
    1
    3
    ,充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應(yīng),初始壓強(qiáng)為P,一段時間達(dá)到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。計算結(jié)果用最簡分式表示)。
    (4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)?c2(H2),k、k為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時
    k
    k
     
    (用含有m的代數(shù)式表示)。
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    (5)我國科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4
    ①M(fèi)是電源的
     
    極。
    ②陽極電極反應(yīng)式是
     
    。

    發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6
  • 2.一定條件下,可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個競爭反應(yīng)化學(xué)方程式如下:
    Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
    Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
    現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應(yīng),相同時間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
    已知:有效轉(zhuǎn)化率=
    制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量
    原料總的轉(zhuǎn)化量
    ×100%
    下列說法不正確的是(  )

    發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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