CO2可用于制備CH4、合成氣(CO、H2),是CO2資源化利用的重要途徑。
(1)CO2甲烷化過程可能發(fā)生反應(yīng):
i.CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)ΔH1
ii.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ?mol-1
iii.CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g) ΔH3=-206.1kJ?mol-1
①ΔH1=-164.9-164.9kJ?mol-1。
②利用不同催化劑,在一定溫度和反應(yīng)時間條件下,測得產(chǎn)物的生成速率與催化劑的關(guān)系如圖1。可知有利于制甲烷的催化劑是 Pt@h-BN3Pt@h-BN3。.
③壓強一定時,按照n(CO2)n(H2)=14投料,發(fā)生上述反應(yīng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖2。
請解釋溫度高于600℃之后,隨著溫度升高CO2轉(zhuǎn)化率增大的原因 CO2平衡轉(zhuǎn)化率為反應(yīng)i和反應(yīng)的CO2平衡轉(zhuǎn)化率之和.反應(yīng)i為放熱反應(yīng),隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低,反應(yīng)ii為吸熱反應(yīng),隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率升高.溫度較高時,CO2平衡轉(zhuǎn)化率主要取決于反應(yīng)iiCO2平衡轉(zhuǎn)化率為反應(yīng)i和反應(yīng)的CO2平衡轉(zhuǎn)化率之和.反應(yīng)i為放熱反應(yīng),隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低,反應(yīng)ii為吸熱反應(yīng),隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率升高.溫度較高時,CO2平衡轉(zhuǎn)化率主要取決于反應(yīng)ii。
(2)利用CO、H2合成甲醇的反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH,向密閉容器中充入1molCO和2molH2,發(fā)生反應(yīng),測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù)與溫度、壓強的對應(yīng)關(guān)系如表所示:
n
(
C
O
2
)
n
(
H
2
)
1
4
溫度/℃轉(zhuǎn)化率 壓強/kPa |
50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
P1 | 0.82 | 0.70 | 0.34 | 0.12 | 0.04 | 0.02 |
P2 | 0.90 | 0.86 | 0.76 | 0.48 | 0.20 | 0.10 |
小于
小于
P2(填“大于”或“小于”)。有利于提高CO平衡轉(zhuǎn)化率的措施是 適宜的低溫高壓或適當(dāng)?shù)慕禍丶訅?/div>
適宜的低溫高壓或適當(dāng)?shù)慕禍丶訅?/div>。
②P2kPa、250℃條件下,反應(yīng)5min達到平衡,此時H2的物質(zhì)的量為(kPa)-2(用分壓代替濃度,分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分數(shù),用P2的式子表示)。
②P2kPa、250℃條件下,反應(yīng)5min達到平衡,此時H2的物質(zhì)的量為
1.6mol
1.6mol
,該反應(yīng)的壓強平衡常數(shù)Kp═0
.
66
(
P
2
)
2
0
.
66
(
P
2
)
2
【答案】-164.9;Pt@h-BN3;CO2平衡轉(zhuǎn)化率為反應(yīng)i和反應(yīng)的CO2平衡轉(zhuǎn)化率之和.反應(yīng)i為放熱反應(yīng),隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低,反應(yīng)ii為吸熱反應(yīng),隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率升高.溫度較高時,CO2平衡轉(zhuǎn)化率主要取決于反應(yīng)ii;小于;適宜的低溫高壓或適當(dāng)?shù)慕禍丶訅海?.6mol;
0
.
66
(
P
2
)
2
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:17引用:1難度:0.6
相似題
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)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=
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
(3)在800℃時,=n(CO2)n(C2H6),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=13
(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正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時═k逆k正
(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
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 -
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=×100%制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是( )發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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