國家主席習近平提出了中國應對氣候變化的兩個目標:二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,于2060年前實現碳中和。因此,研發CO2利用技術、降低空氣中CO2含量成為了研究熱點。為減少CO2對環境造成的影響,可采用“CO2催化加氫制甲醇”方法將其資源化利用。該反應體系中涉及以下兩個反應:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2
回答下列問題:
(1)反應Ⅰ、Ⅱ的lnK(K代表化學平衡常數)隨1T(溫度的倒數)的變化如圖1所示。△H1小于小于0(填“大于”或“小于”或“等于”);升高溫度,反應CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的化學平衡常數 減小減小(填“增大”或“減小”或“不變”)。
(2)上述反應體系在一定條件下建立平衡后,下列說法正確的有 ABAB。
A.增大CO的濃度,反應I的平衡向正反應方向移動
B.降低溫度,反應I和II的正、逆反應速率都減小
C.恒溫恒容下充入氦氣,反應I的平衡向正反應方向移動
D.增大壓強,反應I和II重新達到平衡的時間不同
(3)恒壓下將CO2和H2按體積比1:3混合,在不同催化劑作用下發生反應I和反應II,在相同的時間段內CH3OH的選擇性和產率隨溫度的變化如圖2。

其中:CH3OH的選擇性=CH3OH的物質的量反應的CO2的物質的量×100%
①在上述條件下合成甲醇的工業條件是 BDBD。
A.210℃
B.230℃
C.催化劑CZT
D.催化劑CZ(Zr-1)T
②在230℃以上,升高溫度CO2的轉化率增大,但甲醇的產率降低,原因是 230℃以上,溫度升高,反應Ⅰ的平衡向逆反應方向移動,反應Ⅱ的平衡向正反應方向移動,但溫度對反應Ⅱ的平衡影響更大230℃以上,溫度升高,反應Ⅰ的平衡向逆反應方向移動,反應Ⅱ的平衡向正反應方向移動,但溫度對反應Ⅱ的平衡影響更大。
(4)恒溫恒壓密閉容器中,加入2molCO2和4molH2,只發生反應I和反應Ⅱ,初始壓強為p0,在300℃發生反應,反應達平衡時,CO2的轉化率為50%,容器體積減小20%。則達到平衡時H2的轉化率為 55%55%,反應Ⅱ的平衡常數K=0.220.22 (保留兩位有效數字)。
1
T
C
H
3
OH
的物質的量
反應的
C
O
2
的物質的量
【答案】小于;減小;AB;BD;230℃以上,溫度升高,反應Ⅰ的平衡向逆反應方向移動,反應Ⅱ的平衡向正反應方向移動,但溫度對反應Ⅱ的平衡影響更大;55%;0.22
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
發布:2024/6/27 10:35:59組卷:84引用:5難度:0.4
相似題
-
1.反應 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,半分鐘后,C 的物質的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( )
A.容器中 D 的物質的量至少為 0.45 mol B.A 的平均反應速率是 0.010 mol?L-1?s-1 C.容器中 A、B、C、D 的物質的量之比一定是 4:5:4:6 D.容器中 A 的物質的量一定增加了 0.30 mol 發布:2024/12/30 19:30:2組卷:67引用:6難度:0.6 -
2.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
(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
D.加入合適的催化劑
(4)工業上,以KNH2和液氨為電解質,以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為發布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
3.將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發生如下反應:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應速率v(B)=
(3)x的值為發布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3