實(shí)現(xiàn)二氧化碳選擇性、穩(wěn)定性加氫合成甲醇是“甲醇經(jīng)濟(jì)”理念下的一個(gè)重要成果。
反應(yīng)包括兩步:
Ⅰ.CO
2(g)+H
2(g)?CO(g)+H
2O(g)△H
1=+40.9kJ/mol
Ⅱ.CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)△H
2=-90.4kJ/mol
(1)由CO
2合成CH
3OH(g)的熱化學(xué)方程式
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5kJ/mol
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5kJ/mol
(2)恒壓下,按n(CO
2):n(H
2)=1:3時(shí),該反應(yīng)在無(wú)分子篩膜和有分子篩膜時(shí)甲醇的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示。(分子篩膜能選擇性分離出H
2O)。
①根據(jù)圖中數(shù)據(jù),壓強(qiáng)不變時(shí)采用有分子篩膜時(shí)的最佳反應(yīng)溫度為
210
210
℃
②有分子篩膜時(shí)甲醇產(chǎn)率高的原因是
分子篩膜從反應(yīng)體系中不斷分離出H2O,減少了生成物,平衡向正向移動(dòng),甲醇產(chǎn)率升高
分子篩膜從反應(yīng)體系中不斷分離出H2O,減少了生成物,平衡向正向移動(dòng),甲醇產(chǎn)率升高
。
(3)如果在不同壓強(qiáng)下,CO
2和H
2的起始物質(zhì)的量比仍為1:3,測(cè)定CO
2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH
3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度升高的變化關(guān)系,如圖所示。
已知:
CO
2的平衡轉(zhuǎn)化率=
×100%
CH
3OH的平衡產(chǎn)率=
×100%
①壓強(qiáng)p
1>
>
p
2(填“>”或“<”),原因
生成甲醇的反應(yīng)是氣體體積數(shù)減小的反應(yīng),壓強(qiáng)增大CH3OH的平衡產(chǎn)率增大
生成甲醇的反應(yīng)是氣體體積數(shù)減小的反應(yīng),壓強(qiáng)增大CH3OH的平衡產(chǎn)率增大
。
②其中圖中縱坐標(biāo)表示CO
2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖
乙
乙
(填“甲”或“乙”)。
③圖乙中T
1溫度時(shí),兩條曲線幾乎交于一點(diǎn),分析原因
反應(yīng)I為吸熱反應(yīng),反應(yīng)II為放熱反應(yīng)。T1時(shí)溫度高,體系中以反應(yīng)I為主,反應(yīng)I前后分子數(shù)相等,壓強(qiáng)改變對(duì)平衡沒(méi)有影響
反應(yīng)I為吸熱反應(yīng),反應(yīng)II為放熱反應(yīng)。T1時(shí)溫度高,體系中以反應(yīng)I為主,反應(yīng)I前后分子數(shù)相等,壓強(qiáng)改變對(duì)平衡沒(méi)有影響
。