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利用含CO2的工业废气为碳源合成甲醇(CH3OH),既可减少碳排放,又为甲醇的合成提供一条绿色新途径.其中主要反应为:
主反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-48.9kJ•mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的反应热ΔH=
-90.1
-90.1
kJ•mol-1
(2)在553K,恒容下进行反应,测得反应物投料比n(H2):n(CO2)对CO2平衡转化率的影响如图1所示.随着投料比的增大,CO2转化率增大的原因为
增大氢气得浓度,可以使平衡正向移动
增大氢气得浓度,可以使平衡正向移动


(3)其他条件不变时,测得甲醇产率随反应温度的变化如图2所示,请解释温度低于520K时,甲醇产率的变化原因
随着温度的升高,主反应速率增大程度大于副反应,反应物浓度较高,对平衡的影响大于温度
随着温度的升高,主反应速率增大程度大于副反应,反应物浓度较高,对平衡的影响大于温度

(4)除改变投料比、温度外,能提高甲醇平衡产率的方法还有
增大压强
增大压强
(任写一种).
(5)不同催化剂对CO2合成甲醇反应的影响如表所示:
催化剂种类 催化剂组成 单位时间内甲醇产量 甲醇选择性/%
A CuO/ZnO/Al2O3 78 40
B CuO/ZnO/ZrO2 96 88
C CuO/ZnO/ZrO2/MnO2 138 91
①结合表中数据,选择催化剂
C
C
(填标号)的效果最好.
②经研究发现,某催化剂能使上述合成只发生主反应.某温度下,往2L恒容容器中充入1molCO2、3molH2进行主反应,测得平衡时容器内压强为起始压强的
5
6
,计算该温度下平衡常数K
1
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mol
2
L
×
1
3
mol
2
L
1
-
1
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mol
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[
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mol
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=
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12
(mol/L)-2
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[
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mol
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L
]
3
=
1
12
(mol/L)-2
(写出计算过程).若维持其他条件不变,改为在2L恒容绝热容器中发生反应,则甲醇的平衡产率将
减小
减小
(填“增大”、“减小”或“不变”).

【答案】-90.1;增大氢气得浓度,可以使平衡正向移动;随着温度的升高,主反应速率增大程度大于副反应,反应物浓度较高,对平衡的影响大于温度;增大压强;C;②
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mol
2
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[
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-
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×
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mol
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L
]
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=
1
12
(mol/L)-2;减小
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:16引用:1难度:0.4
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    发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6
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    kJ•mol-1
    (2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
     
    ;保持其他条件不变,温度改为T2℃,经25s后达到平衡,测得c(CH4)=2c(C2H4),则0~25s内v(C2H4)=
     
    mol•L-1•s-1
    (3)CH4分解时几种气体的平衡分压(pPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。

    ①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此时的平衡常数Kp=
     
    (用平衡分压代替浓度进行计算)Pa2
    ②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
     
    (填标号)。
    A.减小C2H2的浓度
    B.升高温度
    C.增大压强
    D.加入合适的催化剂
    (4)工业上,以KNH2和液氨为电解质,以石墨为电极,电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为
     
    ,一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为
     

    发布:2025/1/4 8:0:1组卷:9引用:3难度:0.5
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    (1)此时A的浓度c(A)=
     
    mol/L,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反应速率v(B)=
     
    mol/(L•min);
    (3)x的值为
     

    发布:2024/12/30 19:0:1组卷:163引用:26难度:0.3
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