二氧化碳催化加氢制甲醇,不仅有利于减少温室气体二氧化碳,而且还可以获得大量的重要有机化工原料甲醇。回答下列问题:
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),
该反应一般认为通过如下步骤来实现:
ⅰ.CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)△H1=+41 kJ•mol-1
ⅱ.CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H2=-90 kJ•mol-1
①则总反应的ΔH=-49-49kJ/mol;该反应应选择 低温低温高效催化剂(填“高温”或“低温”)。
②上述总反应在容积不变的密闭容器进行,在t0时达到平衡,当其他条件不变时,改变某一条件,关于下列图像的描述,说法错误的是 BCBC。

A.图甲表示t0时升高温度对反应速率的影响
B.图乙表示t0时加压或催化剂对反应速率的影响
C.图丙表示t0时分离出甲醇对反应速率的影响
D.图丙表示t0时增加水蒸气的物质的量对反应速率的影响
(2)若T1℃时将6molCO2和8molH2充入2L密闭容器中发生上述合成总反应,初始压强为p0kPa,测得H2的物质的量随时间变化如图1中状态Ⅰ。图中数据A(1,6)代表在1min时H2的物质的量是6mol。

①T1℃时,该反应的平衡常数Kp=492p20492p20(对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp,如p(B)=p⋅x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡体系中B的物质的量分数)。
②其他条件不变,仅改变某一条件后,测得H2的物质的量随时间变化如图状态Ⅱ、状态Ⅲ所示。则状态Ⅲ改变的条件可能是 升高温度升高温度。
③上述反应(状态Ⅰ)达到平衡后,保持其他条件不变,在t1时刻迅速将容器体积压缩至1L,请在图2中画出t1时刻后c(H2)的变化趋势图。 

(3)合成总反应在起始物n(H2)/n(CO2)=3时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH),在t=250℃下的x(CH3OH)~p图和在p=5×105Pa下的x(CH3OH)~t图如图3所示,请回答下列问题:
①图中对应等压过程的曲线是 bb,判断理由是 该反应放热,升高温度,平衡逆移,甲醇的物质的量分数减小该反应放热,升高温度,平衡逆移,甲醇的物质的量分数减小。
②当x(CH3OH)=0.10时,CO2平衡转化率a=33.3%33.3%(保留一位小数)。
49
2
p
2
0
49
2
p
2
0


【答案】-49;低温;BC;;升高温度;
;b;该反应放热,升高温度,平衡逆移,甲醇的物质的量分数减小;33.3%
49
2
p
2
0

【解答】
【点评】
声明:本试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布。
发布:2024/6/27 10:35:59组卷:19引用:1难度:0.6
相似题
-
1.升高温度,下列数据不一定增大的是( )
发布:2025/1/6 6:0:5组卷:31引用:4难度:0.7 -
2.催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生以下两个平衡反应。下列有关说法不正确的是( )
①CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ•mol-1
②CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ•mol-1发布:2025/1/6 6:0:5组卷:90引用:3难度:0.5 -
3.现代工业将煤汽化,既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO2等的排放,又可以扩大水煤气的用途.甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用水煤气来合成甲醇CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).
(1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有关说法正确的是
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
(2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
(3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆.甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.
①该电池正极的电极反应式为
②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
(4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5