我國(guó)科學(xué)家首次實(shí)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(xué)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(wèn)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+AT,lnK2=y+BT,lnK3=z+CT(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),ΔH1ΔH3的數(shù)值范圍是 0~10~1。
(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(lèi)及數(shù)目、微粒的相對(duì)總能量;TS表示過(guò)渡態(tài)、*表示吸附在催化劑上的微粒。
則反應(yīng)歷程中決速步驟的反應(yīng)方程式為 HCOOH*+2H2(g)=H2COOH*+32H2(g)HCOOH*+2H2(g)=H2COOH*+32H2(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(jìn)行反應(yīng),達(dá)平衡時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率和容器中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量隨溫度變化如圖。
①250℃后,隨溫度升高,平衡時(shí)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量幾乎不變的原因是 當(dāng)溫度高于250℃時(shí),以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?,反?yīng)Ⅱ前后氣體分子數(shù)相等,反應(yīng)Ⅱ的氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量幾乎不變當(dāng)溫度高于250℃時(shí),以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?,反?yīng)Ⅱ前后氣體分子數(shù)相等,反應(yīng)Ⅱ的氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量幾乎不變。
②T℃時(shí),反應(yīng)的初始?jí)簭?qiáng)為p0,平衡時(shí)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=10027p2010027p20(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量的分?jǐn)?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”)。
A
T
B
T
C
T
Δ
H
1
Δ
H
3
3
2
3
2
100
27
p
2
0
100
27
p
2
0
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;反應(yīng)熱和焓變.
【答案】<;0~1;HCOOH*+2H2(g)=H2COOH*+H2(g);當(dāng)溫度高于250℃時(shí),以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹鳎磻?yīng)Ⅱ前后氣體分子數(shù)相等,反應(yīng)Ⅱ的氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量幾乎不變;60%;;不變
3
2
100
27
p
2
0
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:65引用:2難度:0.5
相似題
-
1.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( )
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6 -
2.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái),氫氣是一種清潔能源。
(1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來(lái)源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí),向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測(cè)得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時(shí)A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
相關(guān)試卷