研究CO、CO2在一定條件下與H2催化合成CH4等有機化工產品,對實現“碳中和”目標具有重要的意義。在一定條件下CO(g)與H2(g)可發生如下反應:
反應Ⅰ:CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g)△H1=-206.4kJ?mol-1
反應Ⅱ:CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)△H2
反應Ⅲ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H3=+41.2kJ?mol-1
(1)部分物質的標準生成焓數據如表所示:
物質 | CO(g) | H2(g) | CH4(g) | H2O(g) |
標準生成焓/(kJ?mol-1) | -110 | 0 | -74.6 | x |
-241.8
-241.8
;△H2=-165.2
-165.2
kJ?mol-1。(2)一定溫度范圍內反應I和反應Ⅱ的lgKp-
1
T

①依據圖像,可知T1℃時,反應Ⅲ的平衡常數Kp3=
1
1
。②圖中v正(A)
>
>
(填“>”、“<”或“=”)v逆(B)。(3)①恒溫(323K)恒壓(p)條件下,在密閉容器中起始時按n(H2):n(CO2)=1:1投料進行反應(僅發生反應Ⅱ和反應Ⅲ),CO2初始分壓分別為p0-(a)MPa、p0-(b)MPa、p0-(c)MPa,測得CO2的壓強轉化率α(CO2)[已知:氣體A的壓強轉化率表示為α(A)=(1-
p
1
p
0
p0-(a)>p0-(c)>p0-(b)
p0-(a)>p0-(c)>p0-(b)
。
②在密閉容器中起始時按n(H2):n(CO2)=3:1投料,分別在壓強為1MPa和5MPa的恒壓下進行反應(兩壓強下均只發生反應Ⅱ和反應Ⅲ)。恒壓條件下反應溫度對平衡體積分數δ(x)[x為CO或CH4,δ(x)=
V
(
x
)
V
(
CO
)
+
V
(
C
H
4
)
+
V
(
C
O
2
)

則在1MPa時,表示CH4和CO的平衡體積分數隨溫度變化關系的曲線依次是
b
b
(填“a”、“b”、“c”或“d”,下同)和 c
c
;在T℃、一定壓強下,反應在M點達到化學平衡,平衡時CH4的分壓p(CH4)=0.125
0.125
MPa,反應Ⅲ的平衡常數Kp=2.4
2.4
。【答案】-241.8;-165.2;1;>;p0-(a)>p0-(c)>p0-(b);b;c;0.125;2.4
【解答】
【點評】
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發布:2024/4/20 14:35:0組卷:45引用:3難度:0.6
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A.減小C2H2的濃度
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D.加入合適的催化劑
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(3)x的值為發布:2024/12/30 19:0:1組卷:163難度:0.3
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