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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
-49
kJ/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
BC
BC


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=
49
2
p
2
0
49
2
p
2
0
(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
b
b
,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)。

【答案】-49;低温;BC;
49
2
p
2
0
;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%
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:19引用:1难度:0.6
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    (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K1
    K2(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=
     
    kJ•mol-1
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    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
     
    个电子发生转移.
    (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
     
     
    (用相关的电极反应式和离子方程式表示)

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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