一种以CO2为碳源,在催化剂作用下催化加氢制备可再生能源甲醇的反应如下:
反应i:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH4=-49.1kJ•mol-1
反应ii:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH5=+41.1kJ•mol-1
(1)往恒容密闭容器中按n(CO2):n(H2)=1:3(总量为amol)充入反应物,在合适催化剂作用下,发生反应i、ii,CO2的平衡转化率和甲醉的选择率(转化为甲醇的CO2物质的量与参加反应的CO2总物质的量之比)如图所示。在513K达平衡时,甲醇的物质的量为(列出计算式) 0.25a×15%×78%0.25a×15%×78%mol。随着温度的升高,CO2的平衡转化率升高但甲醇的选择率降低的原因是 升高温度,反应ii正向移动的程度大于反应i逆向移动的程度升高温度,反应ii正向移动的程度大于反应i逆向移动的程度。
(2)现向恒温恒压(0.1MPa)的密闭容器中充入1molCO2、3molH2和6molHe,选择合适的催化剂使其仅按反应i进行,上述反应达平衡时,测得CO2的转化率为20%,则该反应的Kp=33.333.3(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,结果精确到0.1)MPa-2。CO2制备CH3OH的过程中,往往伴随着反应ii,从而导致CH3OH的选择率下降,有研究表明,在原料气中掺入适量CO,能提高CH3OH的选择率,试说明其可能的原因:适量CO可以抑制反应ii平衡正向移动,使更多的CO2和H2进行反应i适量CO可以抑制反应ii平衡正向移动,使更多的CO2和H2进行反应i。
【答案】0.25a×15%×78%;升高温度,反应ii正向移动的程度大于反应i逆向移动的程度;33.3;适量CO可以抑制反应ii平衡正向移动,使更多的CO2和H2进行反应i
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:15引用:2难度:0.6
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(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
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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
②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
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(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)=
(2)B的平均反应速率v(B)=
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