解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷137
CO2储量大,是常见的温室效应气体,其综合利用意义深远。
CO2与H2制CH3OH可能发生如下反应:
(i)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H1=+41.1kJ·mol-1
(ii)CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H2=-162kJ·mol-1
(iii)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H3=-90.1kJ·mol-1
(iv)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H4
(1)反应(iv)自发进行的条件是:___ 。
(2)科学研究工作者研究了不同外界条件与CH3OH产率或不同产物选择性的关系,如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/14/391b9a97-d0c1-4e08-af69-431de6fe542f.png?resizew=687)
由上述可知,合适的催化剂及其适宜温度分别为___ 、___ 。
(3)以铜基催化剂催化CO2加氢制甲醇可能的反应历程存在如下步骤(*表示催化剂的活性中心,
表示H2在催化剂表面的吸附态):
①H2(g)+*→H2*②H2*+*→2H*③CO2(g)+*→CO2*④CO2*+H*→HCO2*⑤HCO2*+H*→H2CO*+O*⑥____⑦H3CO*+H*→CH3OH*+*⑧CH3OH*→CH3OH(g)+*⑨O*+H*→OH*+*⑩OH*+H*→H2O*+*
请写出步骤⑥的化学方程式为___ 。
反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)在恒温恒压条件下进行,能证明反应达到平衡状态标志的是: ___ 。
A.混合气体的密度不变
B.甲醇的体积分数不变
C.相同时间内二氧化碳的消耗速率等于甲醇的生成速率
D.反应体系的温度不再变化
(4)恒温恒压下发生CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)反应,欲增大甲醇的产量,一定可行的措施有___ 。
(5)200℃时,将0.200molCO2和0.400molH2充入压强恒定为P的密闭容器中,发生CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)反应。在催化剂作用下,CO2的最高转化率为50%,则此温度下该反应的平衡常数Kp=___ 。平衡时,保持压强P恒定不变,再向体系里充入0.200molCO2和0.100mol水蒸气,反应向___ 方向进行。(选填“正反应,逆反应,保持平衡”)
CO2与H2制CH3OH可能发生如下反应:
(i)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H1=+41.1kJ·mol-1
(ii)CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H2=-162kJ·mol-1
(iii)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H3=-90.1kJ·mol-1
(iv)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H4
(1)反应(iv)自发进行的条件是:
A.低温自发 | B.高温自发 |
C.任何条件都能自发 | D.任何条件都不能自发 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/14/391b9a97-d0c1-4e08-af69-431de6fe542f.png?resizew=687)
由上述可知,合适的催化剂及其适宜温度分别为
(3)以铜基催化剂催化CO2加氢制甲醇可能的反应历程存在如下步骤(*表示催化剂的活性中心,
①H2(g)+*→H2*②H2*+*→2H*③CO2(g)+*→CO2*④CO2*+H*→HCO2*⑤HCO2*+H*→H2CO*+O*⑥____⑦H3CO*+H*→CH3OH*+*⑧CH3OH*→CH3OH(g)+*⑨O*+H*→OH*+*⑩OH*+H*→H2O*+*
请写出步骤⑥的化学方程式为
反应CO2(g)+3H2(g)
A.混合气体的密度不变
B.甲醇的体积分数不变
C.相同时间内二氧化碳的消耗速率等于甲醇的生成速率
D.反应体系的温度不再变化
(4)恒温恒压下发生CO2(g)+3H2(g)
A.向体系中通入CO2 |
B.移走甲醇 |
C.移走H2O(g) |
D.与初始投料等物质的量的通入CO2、H2 |
21-22高三上·黑龙江哈尔滨·开学考试
类题推荐
减少CO2排放并实现CO2的有效转化已成为科研工作者的研究热点。根据以下两种常见的CO2利用方法,回答下列问题:
(I)在钌配合物催化作用下采用“CO2催化加氢制甲酸”方法将CO2资源化利用。
反应为:CO2(g)+H2(g)
HCOOH(g) ΔH
(1)已知:298K时,部分物质的相对能量如表所示,ΔH =_______ kJ·mol-1,该反应在_____ (填“高温”、“低温”或者“任意温度” )易自发进行。
(II)以氧化铟(In2O3)作催化剂,采用“CO2催化加氢制甲醇”方法将CO2资源化利用。反应历程如下:
i.催化剂活化:In2O3 (无活性)
In2O3-x (有活性)
ii.CO2与H2在活化的催化剂表面同时发生如下反应:
反应①:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应②:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2
(2)某温度下,在恒容密闭反应器发生以上反应,下列能说明反应①达到平衡状态的是___ (填标号)。
(3)增大CO2和H2混合气体的流速,可减少产物中H2O(g)的积累,从而减少催化剂的失活,请用化学方程式表示催化剂失活的原因:__________ 。
(4)ii中反应①、②的lnK(K代表化学平衡常数)随
×103 (T代表温度)的变化如图所示
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/16/3a8407fe-490a-41e3-bbf2-7ee8ba127756.png?resizew=210)
请在上述图中画出反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)的 lnK 随
×103变化的曲线_______ 。
(5)在恒温密闭容器中,维持压强和投料比不变,将CO2和H2按一定流速通过反应器, CO2的转化率[α(CO2)%]和甲醇的选择性[x(CH3OH)%=
×100%]随着温度变化关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/16/f880aa57-0587-4142-8d58-e2571cb9a57f.png?resizew=324)
若233~251°C时催化剂的活性受温度影响不大,分析温度高于235°C时图中曲线下降的原因________ 。
(6)恒温恒压密闭容器中,加入2molCO2和4molH2,同时发生反应①和反应②,初始压强为p0,在300°C发生反应,反应达到平衡时,CO2的转化率为50%,容器体积减小20%,则反应②用平衡分压表示的平衡常数Kp=________ (保留两位有效数字)。
(I)在钌配合物催化作用下采用“CO2催化加氢制甲酸”方法将CO2资源化利用。
反应为:CO2(g)+H2(g)
(1)已知:298K时,部分物质的相对能量如表所示,ΔH =
物质 | CO2(g) | H2(g) | H2O(g) | CO(g) | HCOOH(g) |
相对能量/kJ ·mol-1) | -393 | 0 | -242 | -110 | -423.9 |
(II)以氧化铟(In2O3)作催化剂,采用“CO2催化加氢制甲醇”方法将CO2资源化利用。反应历程如下:
i.催化剂活化:In2O3 (无活性)
ii.CO2与H2在活化的催化剂表面同时发生如下反应:
反应①:CO2(g)+3H2(g)
反应②:CO2(g)+H2(g)
(2)某温度下,在恒容密闭反应器发生以上反应,下列能说明反应①达到平衡状态的是___ (填标号)。
A.v正(H2):v逆(CH3OH)=3:1 |
B.混合气体的平均摩尔质量保持不变 |
C.混合气体的密度保持不变 |
D.CH3OH(g)的分压保持不变 |
(4)ii中反应①、②的lnK(K代表化学平衡常数)随
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/16/3a8407fe-490a-41e3-bbf2-7ee8ba127756.png?resizew=210)
请在上述图中画出反应CO(g)+2H2(g)
(5)在恒温密闭容器中,维持压强和投料比不变,将CO2和H2按一定流速通过反应器, CO2的转化率[α(CO2)%]和甲醇的选择性[x(CH3OH)%=
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/16/f880aa57-0587-4142-8d58-e2571cb9a57f.png?resizew=324)
若233~251°C时催化剂的活性受温度影响不大,分析温度高于235°C时图中曲线下降的原因
(6)恒温恒压密闭容器中,加入2molCO2和4molH2,同时发生反应①和反应②,初始压强为p0,在300°C发生反应,反应达到平衡时,CO2的转化率为50%,容器体积减小20%,则反应②用平衡分压表示的平衡常数Kp=
组卷网是一个信息分享及获取的平台,不能确保所有知识产权权属清晰,如您发现相关试题侵犯您的合法权益,请联系组卷网