研究煤的合理利用及CO2的综合应用有着重要的意义。请回答以下问题:
Ⅰ.煤的气化
已知煤的气化过程涉及的基本化学反应有:
①C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)△H=+131 k J/mol
②CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g)△H=akJ/mol
查阅资料反应②中相关化学键键能数据如表:
化学键 | C≡O | H-H | H-C | H-O |
E/(kJ/mol) | 1072 | 436 | 414 | 465 |
-206
-206
(2)煤直接甲烷化反应C(s)+2H2(g)⇌CH4(g)的△H为
-75
-75
kJ/mol,该反应在低温
低温
(填“高温”或“低温”)下自发进行。
Ⅱ.合成低碳烯烃
在体积为1L的密闭容器中,充入1moCO2和25molH2,发生反应:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4g)+4H2O(g)△H=-128 k J/mol,测得温度对催化剂催化效率和CO2平衡转化率的影响如图所示:

(3)图中低温时,随着温度升高催化剂的催化效率提高,但CO2的平衡转化率却反而降低,其原因是
该反应△H<0,温度升高,平衡向逆反应方向移动,所以二氧化碳的平衡转化率降低
该反应△H<0,温度升高,平衡向逆反应方向移动,所以二氧化碳的平衡转化率降低
。(4)250℃时,该反应的平衡常数K值为
1
1
Ⅲ.合成甲醇
在恒温2L容积不变的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),测得不同时刻反应前后容器内压强变化[P(后)/P(前)]如表:
时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
P(后)/P(前) | 0.90 | 0.85 | 0.82 | 0.81 | 0.80 | 0.80 |
0.3
0.3
mol/(L•h),该温度下CO2的平衡转化率为40%
40%
。【答案】-206;-75;低温;该反应△H<0,温度升高,平衡向逆反应方向移动,所以二氧化碳的平衡转化率降低;1;0.3;40%
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:41引用:3难度:0.6
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