2019年厦门大学王野教授课题组在合成气(主要成分CO和H2)催化转化制乙醇方面实施可控接力催化,按照:合成气→甲醇→乙酸→乙醇的方式,成功实现乙醇的高选择性合成。
(1)已知:①H2(g)+12O2(g)═H2O(l)△H1=-285.8kJ/mol;
②CO(g)+12O2(g)═CO2(g)△H2=-283kJ/mol
③CH3OH(g)+32O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H3=-764.6kJ/mol
则工业上利用合成气制备甲醇的可逆反应热化学方程式为CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H=-90.0KJ/molCO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H=-90.0KJ/mol。
(2)恒温恒容条件下,下列能说明合成气制甲醇的反应已达平衡状态的是BDBD。
A.单位时间内生成n mol CO的同时生成2nmol H2
B.v(H2)正=2v(CH3OH)逆
C.容器内气体的密度保持不变
D.容器中气体的平均摩尔质量保持不变
(3)利用天然气制取合成气的原理为:CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g)。在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol•L-1的CH4与CO2.在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示,则压强P1小于小于P2(填“大于”或“小于”);压强为P2时,在Y点:v(正)大于大于v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)。求Y点对应温度下的该反应的平衡常数K=1.61.6;(计算结果保留两位有效数字)

(4)以二氧化钛表面覆盖CuAlO4为催化剂,可以将CH4和CO2直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示。250-300℃时,温度升高面乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低。
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是增大反应压强或增大CO2的浓度或及时分离出乙酸增大反应压强或增大CO2的浓度或及时分离出乙酸。
(5)一定条件下,甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。常温条件下,将amol/L的CH3COOH溶液与bmol/Ba(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)=c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示,该混合溶液中醋酸的电离常数为2b×10-7a-2b2b×10-7a-2b。
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【答案】CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H=-90.0KJ/mol;BD;小于;大于;1.6;温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低;增大反应压强或增大CO2的浓度或及时分离出乙酸;
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【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:28引用:2难度:0.5
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