研究減少CO2排放是一項重要課題。CO2經(jīng)催化加氫可以生成低碳有機物,主要有以下反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.6kJ/mol
反應(yīng)Ⅱ:CH3OCH3(g)+H2O(g)?2CH3OH(g)ΔH2=+23.4kJ/mol
反應(yīng)Ⅲ:2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH3
(1)反應(yīng)II在某溫度下的平衡常數(shù)為0.25,此溫度下,在密閉容器中加入等物質(zhì)的量的CH3OCH3(g)和H2O(g),反應(yīng)到某時刻測得各組分濃度如下:
物質(zhì) |
CH3OCH3(g) |
H2O(g) |
CH3OH(g) |
濃度/mol?L-1 |
1.8 |
1.8 |
0.4 |
此時v
正>
>
v
逆(填“>”、“<”或“=”),當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,混合氣體中CH
3OH體積分數(shù)為
20
20
%。
(2)恒壓下將CO
2和H
2按體積比1:3混合,在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)I和反應(yīng)III,在相同的時間段內(nèi)CH
3OH的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如圖。
其中:CH
3OH的選擇性=
×100%
①溫度高于230℃,CH
3OH產(chǎn)率隨溫度升高而下降的原因是
反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動,使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的產(chǎn)率降低
反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動,使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的產(chǎn)率降低
。
②在上述條件下合成甲醇的工業(yè)條件是
BD
BD
。
A.210℃
B.230℃
C.催化劑CZT
D.催化劑CZ(Zr-1)T
(3)利用CO
2的弱氧化性,開發(fā)了丙烷氧化脫氫制丙烯的新工藝。其反應(yīng)機理如圖所示。
已知:CO和C
3H
6、C
3H
8的摩爾燃燒熱ΔH分別為-283?0kJ?mol
-1、-2049.0kJ?mol
-1、-2217.8kJ?mol
-1。298K時,該工藝總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
CO2(g)+C3H8(g)=C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)△H=+114.2kJ?mol-1
CO2(g)+C3H8(g)=C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)△H=+114.2kJ?mol-1
。