試卷征集
          加入會員
          操作視頻

          研發二氧化碳的碳捕集和碳利用技術是科學研究熱點問題,其中催化轉化法最具應用價值。回答下列問題:
          (1)常溫常壓下,一些常見物質的燃燒熱如表所示:
          名稱 氫氣 甲烷 一氧化碳 甲醇
          化學式
          ΔH/(kJ?mol-1 -285.8 -890.3 -283.0 -726.5
          已知:CH3OH(g)═CH3OH(l)ΔH1=-38.0kJ?mol-1。則CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)ΔH2=
          -90.1
          -90.1
          kJ?mol-1,該反應在
          低溫
          低溫
          (填“高溫”、“低溫”或“任意溫度”)下能自發。
          (2)在氫氣還原CO2的催化反應中,CO2可被催化轉化為甲醇,同時有副產物CO生成,為了提高甲醇的選擇性,某科研團隊研制了一種具有反應和分離雙功能的分子篩膜催化反應器,原理如圖所示。

          保持壓強為3MPa,溫度為260℃,向密閉容器中按投料比
          n
          H
          2
          n
          C
          O
          2
          =3投入一定量CO2和H2,不同反應模式下CO2的平衡轉化率和甲醇的選擇性的相關實驗數據如下表所示。
          實驗組 反應模式
          n
          H
          2
          n
          C
          O
          2
          溫度/℃ CO2的平衡轉化率/% CH3OH的選擇性/%
          普通催化反應器 3 260 21.9 67.3
          分子篩膜催化反應器 3 260 36.1 100
          ①分子篩膜催化反應器(恒溫恒容)模式中,發生反應CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g),下列說法能作為此反應達到平衡狀態的判據的是
          A
          A
          (填標號)。
          A.氣體壓強不再變化
          B.氣體的密度不再改變
          C.v(CO2)=3v(H2
          D.c(CO2):c(H2):c(CH3OH):c(H2O)=1:3:1:1
          ②由表中數據可知雙功能的分子篩膜催化反應器模式下,CO2的轉化率明顯提高,結合具體反應分析可能的原因:
          雙功能的分子篩膜催化反應器模式下,只發生生成甲醇的反應,雙功能的分子篩膜能及時分離出水蒸氣使平衡正向移動,CO2的轉化率增大
          雙功能的分子篩膜催化反應器模式下,只發生生成甲醇的反應,雙功能的分子篩膜能及時分離出水蒸氣使平衡正向移動,CO2的轉化率增大

          (3)二氧化碳催化加氫制甲醇的反應中[CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0]在起始物
          n
          H
          2
          n
          C
          O
          2
          =3時,在不同條件下達到平衡,設體系中甲醇的物質的量分數為x(CH3OH),在T=250℃時,x(CH3OH)隨壓強(p)的變化及在p=5×103Pa時x(CH3OH)隨溫度(T)的變化,如圖所示。

          ①圖中對應等壓過程的曲線是
          a
          a
          (填“a”或“b”),判斷的理由是
          該反應為氣體體積減小的反應,增大壓強平衡正向移動,甲醇的物質的量分數增大
          該反應為氣體體積減小的反應,增大壓強平衡正向移動,甲醇的物質的量分數增大

          ②恒溫時(T=250℃),當x(CH3OH)=0.10時,CO2的平衡轉化率α=
          33.3%
          33.3%
          (保留小數點后一位),此條件下該反應的Kp=
          2.86×10-9
          2.86×10-9
          Pa-2。(保留小數點后兩位)(對于氣相反應,可以用分壓表示,分壓=總壓×物質的量分數)。

          【答案】-90.1;低溫;A;雙功能的分子篩膜催化反應器模式下,只發生生成甲醇的反應,雙功能的分子篩膜能及時分離出水蒸氣使平衡正向移動,CO2的轉化率增大;a;該反應為氣體體積減小的反應,增大壓強平衡正向移動,甲醇的物質的量分數增大;33.3%;2.86×10-9
          【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:2024/4/20 14:35:0組卷:13引用:1難度:0.5
          相似題
          • 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難度:0.5
          • 2.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( ?。?/h2>

            發布:2024/12/30 19:30:2組卷:67引用:6難度:0.6
          • 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)=
             
            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
          APP開發者:深圳市菁優智慧教育股份有限公司| 應用名稱:菁優網 | 應用版本:5.0.7 |隱私協議|第三方SDK|用戶服務條款
          本網部分資源來源于會員上傳,除本網組織的資源外,版權歸原作者所有,如有侵犯版權,請立刻和本網聯系并提供證據,本網將在三個工作日內改正