試卷征集
加入會員
操作視頻

甲醇既是重要的化工原料,又是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,研究甲醇具有重要意義。
(1)利用CO2和H2合成甲醇是CO2資源化利用的重要方法。測得平衡時甲醇產(chǎn)率與反應(yīng)溫度、壓強的關(guān)系如圖甲所示。
菁優(yōu)網(wǎng)
①若H2(g)和CH3OH(1)的燃燒熱分別為285.8kJ?mol-1和726.5kJ?mol-1,則由CO2和H2反應(yīng)生成液態(tài)甲醇和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(l)+H2O(l)△H=-130.9 kJ?mol-1
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(l)+H2O(l)△H=-130.9 kJ?mol-1
。此反應(yīng)的活化能Ea(正)
Ea(逆)(填“>”或“<”),該反應(yīng)應(yīng)選擇高效催化劑
低溫
低溫
(填“高溫”或“低溫”)。
②下列措施能使CO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高的是
AC
AC
(填序號)。
A.增大壓強
B.升高溫度
C.增大H2與CO2的投料比
D.改用更高效的催化劑
(2)利用CH4與O2在催化劑的作用下合成甲醇。
主反應(yīng).CH4(g)+
1
2
O2(g)?CH3OH(g)ΔH
副反應(yīng).CH4(g)+2O2(g)?CO2(g)+2H2O(g)
科技工作者結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果,研究了CH4、O2和H2O(g)(H2O的作用是活化催化劑)按照一定體積比在催化劑表面合成甲醇的反應(yīng),部分反應(yīng)歷程如圖乙所示(吸附在催化劑表面的物種用“*”標注,TS代表過渡態(tài))。
菁優(yōu)網(wǎng)
①在催化劑表面上更容易被吸附的是
H2O
H2O
(填“H2O”或“O2”)。
②該歷程中正反應(yīng)最大能壘(活化能)為
22.37
22.37
kJ?mol-1,寫出該步驟的化學(xué)方程式.
*CH4+*OH=*CH3OH+*H
*CH4+*OH=*CH3OH+*H
。
③在恒溫的剛性密閉容器中,分別按照CH4、O2的體積比為2:1以及CH4、O2、H2O(g)的體積比為2:1:8反應(yīng)相同的時間,所得產(chǎn)物的選擇性[如甲醇的選擇性=
n
C
H
3
OH
n
C
H
3
OH
+
n
C
O
2
]如圖丙所示。
菁優(yōu)網(wǎng)
向反應(yīng)體系中加入H2O(g)能夠顯著提高甲醇選擇性的原因:
加入H2O(g),可使副反應(yīng)逆向進行,二氧化碳的量減小,同時H2O可以活化催化劑,可提高甲醇選擇性
加入H2O(g),可使副反應(yīng)逆向進行,二氧化碳的量減小,同時H2O可以活化催化劑,可提高甲醇選擇性
。向上述剛性密閉容器中按照體積比2:1:8充入CH4、O2和H2O(g),在450K下達平衡時,CH4的轉(zhuǎn)化率為50%,CH3OH的選擇性為90%,則副反應(yīng)的壓強平衡常數(shù)Kp=
54.9
54.9
(計算結(jié)果保留1位小數(shù))。
(3)可利用電解的方法將CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH,請寫出在酸性條件下的陰極反應(yīng)式:
CO2+6e-+6H+═CH3OH+H2O
CO2+6e-+6H+═CH3OH+H2O

【答案】CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(l)+H2O(l)△H=-130.9 kJ?mol-1;<;低溫;AC;H2O;22.37;*CH4+*OH=*CH3OH+*H;加入H2O(g),可使副反應(yīng)逆向進行,二氧化碳的量減小,同時H2O可以活化催化劑,可提高甲醇選擇性;54.9;CO2+6e-+6H+═CH3OH+H2O
【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(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:23引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
    Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
    Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
    (1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
    i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
    ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
    ①ΔH1=
     
    kJ?mol-1
    ②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應(yīng)I速率影響更大,其原因是
     

    (2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
     
    。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (3)在800℃時,
    n
    C
    O
    2
    n
    C
    2
    H
    6
    =
    1
    3
    ,充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應(yīng),初始壓強為P,一段時間達到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)。計算結(jié)果用最簡分式表示)。
    (4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)?c2(H2),k、k為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時
    k
    k
     
    (用含有m的代數(shù)式表示)。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (5)我國科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
    ①M是電源的
     
    極。
    ②陽極電極反應(yīng)式是
     

    發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6
  • 2.一定條件下,可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個競爭反應(yīng)化學(xué)方程式如下:
    Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
    Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
    現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應(yīng),相同時間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
    已知:有效轉(zhuǎn)化率=
    制備目標物質(zhì)消耗原料的量
    原料總的轉(zhuǎn)化量
    ×100%
    下列說法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
小程序二維碼
把好題分享給你的好友吧~~
APP開發(fā)者:深圳市菁優(yōu)智慧教育股份有限公司| 應(yīng)用名稱:菁優(yōu)網(wǎng) | 應(yīng)用版本:5.0.7 |隱私協(xié)議|第三方SDK|用戶服務(wù)條款
本網(wǎng)部分資源來源于會員上傳,除本網(wǎng)組織的資源外,版權(quán)歸原作者所有,如有侵犯版權(quán),請立刻和本網(wǎng)聯(lián)系并提供證據(jù),本網(wǎng)將在三個工作日內(nèi)改正