研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成低碳有机物,主要有以下反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.6 kJ/mol
反应Ⅱ:CH3OCH3(g)+H2O(g)⇌2CH3OH(g)△H2=+23.4 kJ/mol
反应Ⅲ:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H3
(1)△H3=-122.6-122.6kJ/mol。
(2)恒温恒容条件下,在密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2,发生反应 I.下列描述能说明反应 I达到平衡状态的是CC(填序号)。
A.反应体系总压强保持不变
B.容器内的混合气体的密度保持不变
C.水分子中断裂2NA个H-O键,同时氢分子中断裂3NA个H-H键
D.CH3OH和H2O的浓度之比保持不变
(3)反应 II在某温度下的平衡常数为0.25,此温度下,在密闭容器中加入等物质的量的CH3OCH3(g)和H2O(g),反应到某时刻测得各组分浓度如下:
物质 | CH3OCH3(g) | H2O(g) | CH3OH(g) |
浓度/mol•L-1 | 1.8 | 1.8 | 0.4 |
>
>
v逆(填“>”、“<”或“=”),当反应达到平衡状态时,混合气体中CH3OH体积分数(CH3OH)%=20
20
%。(4)在某压强下,反应 III在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图所示。T1温度下,将6 mol CO2和12 mol H2充入2 L的密闭容器中,5 min后反应达到平衡状态,则0~5 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=
0.18mol•L-1•min-1
0.18mol•L-1•min-1
;KA、KB、KC三者之间的大小关系为KA=KC>KB
KA=KC>KB
。
(5)恒压下将CO2和H2按体积比1:3混合,在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅲ,在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如下图。其中:CH3OH的选择性=
C
H
3
OH
的物质的量
反应的
C
O
2
的物质的量

①温度高于230℃,CH3OH产率随温度升高而下降的原因是
温度升高,平衡逆移,使CO2转化为CH3OH的平衡转化率下降
温度升高,平衡逆移,使CO2转化为CH3OH的平衡转化率下降
。②在上述条件下合成甲醇的工业条件是
BD
BD
。A.210℃B. 230℃C.催化剂CZT D.催化剂CZ(Zr-1)T
【答案】-122.6;C;>;20;0.18mol•L-1•min-1;KA=KC>KB;温度升高,平衡逆移,使CO2转化为CH3OH的平衡转化率下降;BD
【解答】
【点评】
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发布:2024/8/16 17:0:1组卷:54引用:7难度:0.5
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