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我國科學家首次實現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的人工合成,關(guān)鍵的一步是利用化學催化劑將高濃度CO2還原成CH3OH。CO2催化加氫制CH3OH的反應(yīng)體系中,發(fā)生的主要反應(yīng)如下。
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH+H2O(g)ΔH1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2
Ⅲ.CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)ΔH3
回答下列問題:
(1)已知上述反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系為:lnK1=x+
A
T
,lnK2=y+
B
T
,lnK3=z+
C
T
(x、y、z、A、B、C均為常數(shù),A、C均大于零,B小于零)。則反應(yīng)Ⅰ的活化能Ea(正)
Ea(逆),
Δ
H
1
Δ
H
3
的數(shù)值范圍是
0~1
0~1
。
(2)反應(yīng)Ⅰ可能的反應(yīng)歷程如圖所示。已知:方框內(nèi)包含微粒種類及數(shù)目、微粒的相對總能量;TS表示過渡態(tài)、*表示吸附在催化劑上的微粒。菁優(yōu)網(wǎng)
則反應(yīng)歷程中決速步驟的反應(yīng)方程式為
HCOOH*+2H2(g)=H2COOH*+
3
2
H2(g)
HCOOH*+2H2(g)=H2COOH*+
3
2
H2(g)

(3)在催化劑作用下,將1molCO2和2molH2的混合氣體充入一恒容密閉容器中進行反應(yīng),達平衡時,CO2的轉(zhuǎn)化率和容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量隨溫度變化如圖。

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①250℃后,隨溫度升高,平衡時混合氣體的平均相對分子質(zhì)量幾乎不變的原因是
當溫度高于250℃時,以反應(yīng)Ⅱ為主,反應(yīng)Ⅱ前后氣體分子數(shù)相等,反應(yīng)Ⅱ的氣體平均相對分子質(zhì)量幾乎不變
當溫度高于250℃時,以反應(yīng)Ⅱ為主,反應(yīng)Ⅱ前后氣體分子數(shù)相等,反應(yīng)Ⅱ的氣體平均相對分子質(zhì)量幾乎不變

②T℃時,反應(yīng)的初始壓強為p0,平衡時甲醇的選擇性(生成甲醇消耗的CO2在CO2總消耗量中占比)為
60%
60%
,反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=
100
27
p
2
0
100
27
p
2
0
(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量的分數(shù))。若再向密閉容器中通入CO2和H2O(g),使二者分壓均增大0.1p0,則H2的轉(zhuǎn)化率
不變
不變
(填“增大”“減小”或“不變”)。

【答案】<;0~1;HCOOH*+2H2(g)=H2COOH*+
3
2
H2(g);當溫度高于250℃時,以反應(yīng)Ⅱ為主,反應(yīng)Ⅱ前后氣體分子數(shù)相等,反應(yīng)Ⅱ的氣體平均相對分子質(zhì)量幾乎不變;60%;
100
27
p
2
0
;不變
【解答】
【點評】
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,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:63引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.某反應(yīng)A(g)+B(g)→C(g)+D(g)的速率方程為v=k?cm(A)?cn(B)(k為速率常數(shù),lgk=-
    E
    a
    2
    .
    303
    RT
    +lgA,其中A、R為常數(shù),Ea為活化能,T為開氏溫度),其半衰期(當剩余反應(yīng)物恰好是起始的一半時所需的時間)為
    0
    .
    8
    k
    。改變反應(yīng)物濃度時,反應(yīng)的瞬時速率如表所示:
    c(A)/(mol?L-1 0.25 0.50 1.00 0.50 1.00
    c(B)/(mol?L-1 0.050 0.050 0.100 0.100 0.200
    v/(10-3mol?L-1?min-1 1.6 3.2 v1 3.2 v2
    下列說法正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/11/14 18:30:5組卷:45引用:4難度:0.5
  • 2.將E(s)和F(g)加入密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):E(s)+4F(g)?G(g)已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)如下表所示。下列說法正確的是( ?。?br />
    溫度/℃ 25 230
    平衡常數(shù) 5×104 1.9×10-5

    發(fā)布:2024/11/17 14:30:2組卷:11引用:4難度:0.7
  • 3.已知反應(yīng):2SO2 (g)+O2(g)?2SO3(g)  ΔH<0。某溫度下,將2molSO2和1molO2置于10L密閉容器中,反應(yīng)到達平衡后,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(p)的關(guān)系如圖甲所示。則下列說法錯誤的是( ?。?br />菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2024/11/17 12:0:1組卷:19引用:3難度:0.6
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