通过化学的方法实现CO2的资源化利用是一种非常理想的CO2减排途径。
Ⅰ.利用CO2制备CO
一定温度下,在恒容密闭容器中进行如下反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)。
(1)该反应的平衡常数表达式K=c(CO)•c(H2O)c(CO2)•c(H2)c(CO)•c(H2O)c(CO2)•c(H2)。
(2)下列事实能说明上述反应达到化学平衡状态的是 CDCD(填字母序号)。
A.体系内n(CO):n(H2O)=1:1
B.体系压强不再发生变化
C.体系内各物质浓度不再发生变化
D.体系内CO的物质的量分数不再发生变化
Ⅱ.利用CO2制备甲醇(CH3OH)
一定条件下,向恒容密闭容器中通入一定量的CO2和H2。涉及反应如下:
主反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-90.4kJ⋅mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH=+40.5kJ⋅mol-1
已知:CH3OH产率=n(CH3OH)生成n(CO2)初始×100%
(3)一段时间后,测得体系中n(CO2):n(CH3OH):n(CO)=a:b:c。CH3OH产率=ba+b+c×100%ba+b+c×100%(用代数式表示)。
(4)探究温度对反应速率的影响(其他条件相同)
实验测得不同温度下,单位时间内的CO2转化率和CH3OH产率如图1所示。
由图1可知,随着温度的升高,CO2转化率升高,CH3OH产率下降。解释其原因:主反应为放热反应,副反应为吸热反应,升温副反应正向进行,主反应逆向进行,故CO2转化率升高,CH3OH产率下降主反应为放热反应,副反应为吸热反应,升温副反应正向进行,主反应逆向进行,故CO2转化率升高,CH3OH产率下降。
(5)探究温度和压强对平衡的影响(其他条件相同)
不同压强下,平衡时CO2转化率随温度的变化关系如图2所示。
①压强p1>>(填“>”或“<”)p2。
②图2中温度高于T1时.两条曲线重叠的原因是 T1温度后,体系中主要发生副反应,则2条曲线几乎交于一点T1温度后,体系中主要发生副反应,则2条曲线几乎交于一点。
③下列条件中,CH3OH平衡产率最大的是 AA(填字母序号)。
A.220℃5MPa
B.220℃1MPa
C.300℃1MPa
c
(
CO
)
•
c
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
•
c
(
H
2
)
c
(
CO
)
•
c
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
•
c
(
H
2
)
n
(
C
H
3
OH
)
生成
n
(
C
O
2
)
初始
b
a
+
b
+
c
b
a
+
b
+
c
【答案】;CD;×100%;主反应为放热反应,副反应为吸热反应,升温副反应正向进行,主反应逆向进行,故CO2转化率升高,CH3OH产率下降;>;T1温度后,体系中主要发生副反应,则2条曲线几乎交于一点;A
c
(
CO
)
•
c
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
•
c
(
H
2
)
b
a
+
b
+
c
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:98引用:7难度:0.4
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