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碳中和作为一种新型环保形式,目前已经被越来越多的大型活动和会议采用。回答下列有关问题:
(1)利用CO2合成二甲醚有两种工艺。
工艺1:涉及以下主要反应:
Ⅰ.甲醇的合成:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1<0
Ⅱ.逆水汽变换:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2>0
Ⅲ.甲醇脱水:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH3>0
工艺2:利用CO2直接加氢合成CH3OCH3(反应Ⅳ)
①反应Ⅳ的热化学方程式为
2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=2ΔH1+ΔH3
2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=2ΔH1+ΔH3
,平衡常数K4=
K
2
1
•K3
K
2
1
•K3
(用K1、K3表示)。
②恒温恒容情况下,下列说法能判断反应Ⅳ达到平衡的是
BD
BD

A.气体物质中碳元素与氧元素的质量比不变
B.容器内压强不变
C.容器内气体密度不变
D.容器内CH3OCH3浓度保持不变
(2)工艺1需先合成甲醇。在不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料合成甲醇,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。

①下列说法正确的是
ABC
ABC

A.图甲纵坐标表示CH3OH的平衡产率
B.p1>p2>p3
C.为了同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择低温、高压条件
D.一定温度压强下,提高CO2的平衡转化率的主要方向是寻找活性更高的催化剂
②图乙中,某温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是
低温阶段升高温度时,以反应Ⅰ为主,反应放热,温度升高,平衡逆向移动,CO2的平衡转化率下降,升高到一定温度后,以反应Ⅱ为主,即主要发生逆水汽变换反应,反应Ⅱ前后气体的物质的量相等,压强对平衡无影响
低温阶段升高温度时,以反应Ⅰ为主,反应放热,温度升高,平衡逆向移动,CO2的平衡转化率下降,升高到一定温度后,以反应Ⅱ为主,即主要发生逆水汽变换反应,反应Ⅱ前后气体的物质的量相等,压强对平衡无影响

(3)对于合成甲醇的反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0,一定条件下,单位时间内不同温度下测定的CO2转化率如图丙所示。温度高于710K时,随温度的升高CO2转化率降低的原因可能是
温度升高到710K时,单位时间内反应达平衡,该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,转化率降低
温度升高到710K时,单位时间内反应达平衡,该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,转化率降低

【答案】2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=2ΔH1+ΔH3
K
2
1
•K3;BD;ABC;低温阶段升高温度时,以反应Ⅰ为主,反应放热,温度升高,平衡逆向移动,CO2的平衡转化率下降,升高到一定温度后,以反应Ⅱ为主,即主要发生逆水汽变换反应,反应Ⅱ前后气体的物质的量相等,压强对平衡无影响;温度升高到710K时,单位时间内反应达平衡,该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,转化率降低
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:12引用:3难度:0.7
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  • 1.氢气最早于16世纪被人工制取出来,氢气是一种清洁能源。
    (1)利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知:H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    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
  • 2.反应 4A(g)+5B(g)⇌4C(g)+6D(g)在 5L 的密闭容器中进行,半分钟后,C 的物质的量增 加了 0.30mol。下列叙述正确的是(  )

    发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6
  • 3.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.1mol/(L•min).求:
    (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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