CO2的综合利用有利于减少空气中CO2的含量,实现“碳达峰”、“碳中和”的目标。
已知:①C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g)ΔH1=+123.8kJ•mol-1 Kp1=9.0
②3CO2(g)+9H2(g)⇌C3H6(g)+6H2O(g)ΔH2=-250.2kJ•mol-1 Kp2=3.0×102
③CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH3=+41.2kJ•mol-1
④CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH4=-49kJ•mol-1
Ⅰ.CO2与C3H8的耦合反应体系中发生反应①②③。
(1)反应①在 高温高温(填“高温”或“低温”)下能自发进行。CO2与C3H8耦合反应在In/HZSM-5催化剂作用下的微观过程如图,写出该过程的热化学方程式 CO2(g)+C3H8(g)⇌C3H6(g)+CO(g)+H2O(g)ΔH=+165kJ/molCO2(g)+C3H8(g)⇌C3H6(g)+CO(g)+H2O(g)ΔH=+165kJ/mol。

(2)为提高丙烷与CO2耦合过程中C3H6(g)的单位时间内产率,可采取的措施有 acdacd(填序号)。
a.适当提高温度
b.增大H2O(g)的浓度
c.增大体系的压强
d.改善催化剂的性能
(3)CO2与C3H8耦合反应时发生另一反应9C3H8(g)+3CO2(g)⇌10C3H6(g)+6H2O(g),则该反应的平衡常数lgKp=11.511.5(lg3=0.5)。
Ⅱ.CO2催化加氢制甲醇的体系发生反应③④。
(4)不同条件下,相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。(CH3OH的选择性=CH3OH的物质的量反应的CO2的物质的量×100%)

①由图可知,合成甲醇的适宜条件为 BCBC(填标号)。
A.CZT催化剂
B.CZ(Zr-1)T催化剂
C.230℃
D.290℃
②在230℃以上,升高温度,CO2的平衡转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是 反应③为吸热反应,升高温度平衡正向移动,温度高于230℃时CO2的转化率增大;反应④为放热反应,升高温度平衡逆向移动,甲醇的产率下降反应③为吸热反应,升高温度平衡正向移动,温度高于230℃时CO2的转化率增大;反应④为放热反应,升高温度平衡逆向移动,甲醇的产率下降。
C
H
3
OH
的物质的量
反应的
C
O
2
的物质的量
【答案】高温;CO2(g)+C3H8(g)⇌C3H6(g)+CO(g)+H2O(g)ΔH=+165kJ/mol;acd;11.5;BC;反应③为吸热反应,升高温度平衡正向移动,温度高于230℃时CO2的转化率增大;反应④为放热反应,升高温度平衡逆向移动,甲醇的产率下降
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:9引用:1难度:0.4
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