近年來,我國大力加強溫室氣體CO2氫化合成甲醇技術的工業化量產研究,實現可持續發展。在合適的催化劑作用下,二氧化碳可催化加氫制甲醇。
(1)已知:①CO2(g)+H2(g)高溫催化劑H2O(g)+CO(g)△H1=+41.4kJ?mol-1
②CO(g)+2H2(g)高溫催化劑CH2OH(g)△H2=-90.5kJ?mol-1
則反應③CO2(g)+3H2(g)高溫催化劑CH3OH(g)+H2O(g)△H3=-49.1-49.1kJ?mol-1。
(2)若將物質的量之比為1:3的CO2(g)和H2(g)充入容積為1.0L的恒容密閉容器中發生反應③,不同壓強下CO2轉化率隨溫度的變化關系如圖所示。

a.A、B兩條曲線的壓強分別為pA、pB,則pA>>(填“>”、“<“或“=”)pB;
b.在曲線A的條件下,起始充入CO2(g)和H2(g)的物質的量分別為1mol、3mol,且c點時K=300,則c點對應CO2轉化率為 90%90%。
(3)在p=4,00MPa、原料氣m(H2):m(CO2)=3:4,合適催化劑的條件下發生反應,溫度對CO2轉化率、CH3OH產率、CH3OH選擇性的影響如圖所示。已知:CH3OH選擇性=CH3OH產率CO2轉化率。

a.CO2轉化率隨溫度升高而增大的原因可能是 反應①為吸熱反應,溫度升高不但能加快反應速率,而且有利于該反應正向進行反應①為吸熱反應,溫度升高不但能加快反應速率,而且有利于該反應正向進行。
b.CH3OH選擇性隨溫度升高而減小的原因可能是 反應②(或反應③)為放熱反應,而反應①為吸熱反應,所以溫度升高不利于CH3OH的合成,但有利于CO的生成,所以CH3OH產率降低反應②(或反應③)為放熱反應,而反應①為吸熱反應,所以溫度升高不利于CH3OH的合成,但有利于CO的生成,所以CH3OH產率降低。
c.寫出240°C時反應①的平衡常數的表達式:K=c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)K=c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)。
(4)除調控合適的溫度外,使CH3OH選擇性增大的方法有 增大壓強或使用更高效的催化劑增大壓強或使用更高效的催化劑。
高溫
催化劑
高溫
催化劑
高溫
催化劑
C
H
3
OH
產率
C
O
2
轉化率
c
(
CO
)
c
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
c
(
H
2
)
c
(
CO
)
c
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
c
(
H
2
)
【答案】-49.1;>;90%;反應①為吸熱反應,溫度升高不但能加快反應速率,而且有利于該反應正向進行;反應②(或反應③)為放熱反應,而反應①為吸熱反應,所以溫度升高不利于CH3OH的合成,但有利于CO的生成,所以CH3OH產率降低;K=;增大壓強或使用更高效的催化劑
c
(
CO
)
c
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
c
(
H
2
)
【解答】
【點評】
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發布:2024/6/27 10:35:59組卷:35引用:2難度:0.7
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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 -
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(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
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