甲醇是一種重要的有機化工原料,在工業(yè)上有著重要的用途。
(1)二氧化碳催化加氫制甲醇反應的化學方程式為3H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CH3OH(g)。在2L恒容密閉容器中加入4molH2和1molCO2在一定條件下發(fā)生上述反應,10min時剩余1.6molH2,此時CO2的轉化率為 80%80%,用CH3OH表示10min內(nèi)的化學反應速率為 0.04mol?L-1?min-10.04mol?L-1?min-1,增加該反應中活化分子百分數(shù)的方法有 升高溫度升高溫度、采用更高效的催化劑采用更高效的催化劑(答兩點)。
(2)若在催化劑a或b存在下,CO2和H2能同時發(fā)生兩個反應:①3H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CH3OH(g),②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)。在控制CO2和H2初始投料比n(CO2)n(H2),為1:2.2,相同壓強下,經(jīng)過相同反應時間測得的實驗數(shù)據(jù)如下(甲醇選擇性指轉化的CO2中生成甲醇的百分比):
n
(
C
O
2
)
n
(
H
2
)
實驗編號 | T/K | 催化劑 | CO2轉化率(%) | 甲醇選擇性(%) |
1 | 543 | 催化劑a | 12.3 | 42.3 |
2 | 543 | 催化劑b | 10.9 | 72.7 |
3 | 553 | 催化劑a | 15.3 | 39.1 |
4 | 553 | 催化劑b | 12.0 | 71.6 |
反應未達到平衡,不同的催化劑對反應①的催化能力不同,因而在該時刻下對甲醇選擇性有影響
反應未達到平衡,不同的催化劑對反應①的催化能力不同,因而在該時刻下對甲醇選擇性有影響
。②553K下,反應①在無催化劑、催化劑a和催化劑b三種情況下,活化能最小的是
催化劑b
催化劑b
。(3)工業(yè)上常用下列反應合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH<0。若在450℃和1.01×106Pa時,向某密閉容器中通入1molCO和3molH2,充分反應后CO的轉化率達到95%,若其他條件相同時,改為通入1molH2和1molCH3OH,則CH3OH的平衡轉化率為
5%
5%
;工業(yè)實際生產(chǎn)時,采用圖中M點對應的反應條件,而不是N點,請說明選擇的理由:M點溫度較高,反應速率較快,CO的平衡轉化率與N點相差不大,壓強為常壓,對設備要求不高,更經(jīng)濟
M點溫度較高,反應速率較快,CO的平衡轉化率與N點相差不大,壓強為常壓,對設備要求不高,更經(jīng)濟
。【答案】80%;0.04mol?L-1?min-1;升高溫度;采用更高效的催化劑;反應未達到平衡,不同的催化劑對反應①的催化能力不同,因而在該時刻下對甲醇選擇性有影響;催化劑b;5%;M點溫度較高,反應速率較快,CO的平衡轉化率與N點相差不大,壓強為常壓,對設備要求不高,更經(jīng)濟
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:41引用:1難度:0.9
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(1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。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,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉化率為
(3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關系如圖所示。
①T℃時,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2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個反應條件使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
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(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。陽極的電極反應式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
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