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          CO2催化加氫合成二甲醚是CO2資源化利用的有效途徑之一,合成二甲醚的總反應可表示為:總反應:2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH,K(表示平衡常數,下同)
          該反應可通過如下步驟來實現:
          反應Ⅰ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH1,K1
          反應Ⅱ:2CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2,K2
          請回答:
          (1)ΔH=
          2ΔH1+ΔH2
          2ΔH1+ΔH2
          (用ΔH1,ΔH2表示),K=
          K
          2
          1
          ×K2
          K
          2
          1
          ×K2
          (用K1,K2表示)。
          (2)3.0MPa、
          [
          n
          H
          2
          n
          C
          O
          2
          ]
          =4的條件下,平衡時CO2轉化率和CH3OCH3的選擇性隨溫度變化如圖1所示。其中:CH3OCH3的選擇性=
          2
          [
          n
          C
          H
          3
          OC
          H
          3
          平衡
          -
          n
          C
          H
          3
          OC
          H
          3
          初始
          ]
          n
          C
          O
          2
          轉化
          ×100%。

          ①下列說法正確的是
          AB
          AB

          A.ΔH<0、ΔH1>0、ΔH2<0
          B.若反應在恒容密閉容器中進行,當體系壓強不再變化,則反應Ⅰ、Ⅱ均達到平衡狀態
          C.提高氫碳比
          [
          n
          H
          2
          n
          C
          O
          2
          ]
          ,平衡時CO2的轉化率增大,CH3OCH3的選擇性減小
          ②360℃時,不考慮其他副反應,反應Ⅰ的平衡常數K1
          0.052
          0.052

          ③3.0MPa、
          n
          H
          2
          n
          C
          O
          2
          =4的條件下,CO2催化加氫反應一段時間,不同溫度下CO2實際轉化率和CH3OCH3實際選擇性數據如表:
          溫度/℃ 220 240 260 280 300
          CO2實際轉化率% 7.6 12.4 14.8 18.6 22.9
          二甲醚實際選擇性% 68.7 77.2 61.0 41.5 27.5
          該體系合成二甲醚的最佳反應溫度為
          240℃
          240℃

          ④由上表數據可知,240~300℃二甲醚的實際選擇性逐漸減小,從化學反應速率角度分析原因
          在催化劑作用下,隨著溫度升高,反應Ⅰ速率加快的程度比反應Ⅱ大,故二甲醚的實際選擇性逐漸減小
          在催化劑作用下,隨著溫度升高,反應Ⅰ速率加快的程度比反應Ⅱ大,故二甲醚的實際選擇性逐漸減小

          (3)250℃、3.0MPa、
          n
          H
          2
          n
          C
          O
          2
          =4,平衡時CO2轉化率和CH3OCH3的收率與進料氣中CO體積分數(φ/%)有關,其變化如圖2所示,其中:
          CH3OCH3的收率=
          2
          [
          n
          C
          H
          3
          OC
          H
          3
          平衡
          -
          n
          C
          H
          3
          OC
          H
          3
          初始
          ]
          n
          C
          O
          2
          轉化
          ×100%
          CO的收率=
          n
          CO
          平衡
          -
          n
          CO
          初始
          n
          C
          O
          2
          轉化
          ×100%
          請在圖2中選出φ在0~14%之間CO平衡收率的變化趨勢
          a
          a
          (填“a”或“b”或“c”)。

          【答案】2ΔH1+ΔH2
          K
          2
          1
          ×K2;AB;0.052;240℃;在催化劑作用下,隨著溫度升高,反應Ⅰ速率加快的程度比反應Ⅱ大,故二甲醚的實際選擇性逐漸減小;a
          【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:2024/7/18 8:0:9組卷:81引用:2難度:0.5
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          • 1.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=
             
            kJ?mol-1
            (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
             
            ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經25s后達到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內v(C2H4)=
             
            mol?L-1?s-1
            (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
             
            (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數Kp=
             
            (用平衡分壓代替濃度進行計算)Pa2
            ②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
             
            (填標號)。
            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
             
            ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質量之比為
             

            發布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
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            (1)此時A的濃度c(A)=
             
            mol/L,反應開始前容器中的A、B的物質的量:n(A)=n(B)=
             
            mol;
            (2)B的平均反應速率v(B)=
             
            mol/(L?min);
            (3)x的值為
             

            發布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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