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甲醇是重要的化工原料,又可作為燃料。以CO2和H2為原料生產(chǎn)甲醇時,同時發(fā)生下列兩個反應(yīng),反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-58.0kJ?mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.0kJ?mol-1
(1)上述兩個反應(yīng)中,在熱力學(xué)上趨勢較大的是
(填反應(yīng)代號)。
(2)如圖1中表示反應(yīng)II平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為
b
b
(填曲線標(biāo)記字母),其判斷依據(jù)是
反應(yīng)II為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向右移動,平衡常數(shù)增大
反應(yīng)II為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向右移動,平衡常數(shù)增大
。
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(3)CO和H2反應(yīng)也可生成氣態(tài)甲醇。相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵 H-H C-O C≡O(shè) H-O C-H
E/(kJ?mol-1 436 343 1076 465 x
①則x=
413
413

②CO和H2生成甲醇的反應(yīng),體系總壓強(qiáng)為P MPa恒定,在溫度T時,起始
n
CO
n
H
2
=
1
2
,若到達(dá)平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡常數(shù)Kp=
4
p
2
(MPa)-2
4
p
2
(MPa)-2
(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(4)某實驗室控制CO2和H2初始投料比為1:2.2。在相同壓強(qiáng)下,發(fā)生I、II兩個反應(yīng),經(jīng)過相同反應(yīng)時間測得如下實驗數(shù)據(jù)如圖2、圖3所示:
①有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有
D
D
。
A.使用催化劑1
B.增大CO2和H2的初始投料比
C.使用催化劑2
D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度
②在催化劑2的作用下,543 K時,CO的選擇性(CO2轉(zhuǎn)化為CO的體積百分比)為
26%
26%
,H2的轉(zhuǎn)化率為
11%
11%
(保留兩位有效數(shù)字)。
【答案】Ⅰ;b;反應(yīng)II為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向右移動,平衡常數(shù)增大;413;
4
p
2
(MPa)-2;D;26%;11%
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:6引用:1難度:0.4
相似題
  • 1.苯乙烯是合成樹脂及合成橡膠等的重要單體,在催化劑作用下,由乙苯直接脫氫或氧化脫氫制備。
    反應(yīng)Ⅰ(直接脫氫):C8H10(g)?C8H8(g)+H2(g)ΔH1>0
    反應(yīng)Ⅱ(氧化脫氫):2C8H10(g)+O2(g)?2C8H8(g)+2H2O(g)ΔH2<0
    回答下列問題:
    (1)已知下列條件:
    共價鍵 C-C C-H C=C H-H
    鍵能/(kJ/mol) 347.7 413.4 615 436
    則反應(yīng)Ⅰ的ΔH1=
     
    。若該反應(yīng)的活化能E(正)為akJ?mol-1,則該反應(yīng)逆反應(yīng)的活化能E(逆)為
     
    。
    (2)對于反應(yīng)Ⅰ,保持溫度和壓強(qiáng)不變,向1L密閉容器中分別通入n(C8H10):n(Ar)為3:1、1:1、1:3的混合氣體[n(C8H10)+n(Ar)=2mol],直接脫氫過程中C8H10轉(zhuǎn)化率隨時間變化如圖所示。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①充入Ar的目的是
     

    ②0~12min內(nèi),反應(yīng)速率最慢的混合氣對應(yīng)圖中曲線
     
    (填“a”、“b”或“c”),理由是
     
    。
    ③0~10min內(nèi),曲線b中C8H8的平均反應(yīng)速率為
     
    mol/(L?min)。
    (3)在T1、T2溫度下,將2molC8H10(g)和1molO2(g)加入恒容的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ。測得C8H10的轉(zhuǎn)化率及體系內(nèi)的壓強(qiáng)隨時間的變化關(guān)系如圖所示(忽略溫度對壓強(qiáng)、催化劑的影響)。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①T1
     
    T2(填“>”或“<”)。
    ②T2溫度下,反應(yīng)Ⅰ的分壓平衡常數(shù)Kp=
     
    (保留小數(shù)點(diǎn)后一位)kPa。
    發(fā)布:2024/10/24 0:0:2組卷:14引用:2難度:0.3
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.甲烷是重要的氣體燃料和化工原料,由CH4制取合成氣(CO、H2)的反應(yīng)原理為CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)ΔH>0。回答下列問題:
    (1)①當(dāng)體系溫度等于TK時ΔH-TΔS=0,溫度大于T時ΔH-TΔS
     
    (填“>”“<”或“=”)0。
    ②在一定溫度下,恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列狀態(tài)表示反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的有
     
    (填標(biāo)號)。
    A.v(CH4)=v(H2O)
    B.氣體壓強(qiáng)不再變化
    C.單位時間每消耗1molCH4,同時產(chǎn)生3molH2
    D.CH4與H2的物質(zhì)的量之比為1:3
    (2)在體積為1L的恒容密閉容器中通入1molCH4和1molH2O(g),在不同條件下發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g),測得平衡時H2O(g)的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。
    ①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式Kc=
     

    ②若q點(diǎn)對應(yīng)的縱坐標(biāo)為30,此時甲烷的轉(zhuǎn)化率為
     
    ,該條件下平衡常數(shù)Kc=
     
    (保留兩位有效數(shù)字)。
    發(fā)布:2024/10/24 2:0:1組卷:3引用:1難度:0.5
  • 3.在一定條件下,將2molSO2與1molO2加入到1L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),充分反應(yīng)后,測得平衡時SO3的濃度為1mol?L-1。此條件下平衡常數(shù)K為( ?。?/div>
    發(fā)布:2024/10/23 11:0:2組卷:19引用:3難度:0.5
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