解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷71
近年,甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。以下是两种制取过程:
一、利用CO2制取甲醇
当原料组成为n(CO2):n(H2)=1:3通入某密闭容器,合成CH3OH的反应体系中主要包含以下反应:
反应①:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应②:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ/mol
(1)已知反应②的v正=k正c(CO2)·c(H2),v逆=k逆c(H2O)·c(CO)(k正、k逆为速率常数,与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度,则___________ (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)维持压强为6.4MPa,测得不同温度下,反应经过相同时间时CO2的转化率、甲醇的选择性如图所示[CH3OH的选择性=×100%]。
①ΔH1___________ 0(填“<”或“>”),判断的依据是___________ 。
②T1K时,若反应从开始到达到a点所用时间为5min,则v(CH3OH)=___________ MPa·min-1,反应②的Kp=___________ (Kp指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数,A的平衡分压=p总×A的物质的量分数,计算结果保留2位有效数字)。
二、利用烯烃催化制取甲醇
制取过程中发生如下反应:
反应I:C3H6(g)+3H2O(g)⇌3CH3OH(g) ΔH2
反应Ⅱ:C2H4(g)+2H2O(g)⇌2CH3OH(g) ΔH3
反应Ⅲ:3C2H4(g)⇌2C3H6(g) ΔH4
(3)反应I、Ⅲ的vantHoff实验数据如图所示(vantHoff经验公式RInK=-+C,为标准焓变,K为平衡常数,R和C为常数)。根据图判断:ΔH3=___________ (用含ΔH2和ΔH4的计算式表示),反应Ⅲ的___________ kJ·mol-1。
一、利用CO2制取甲醇
当原料组成为n(CO2):n(H2)=1:3通入某密闭容器,合成CH3OH的反应体系中主要包含以下反应:
反应①:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应②:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ/mol
(1)已知反应②的v正=k正c(CO2)·c(H2),v逆=k逆c(H2O)·c(CO)(k正、k逆为速率常数,与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度,则
(2)维持压强为6.4MPa,测得不同温度下,反应经过相同时间时CO2的转化率、甲醇的选择性如图所示[CH3OH的选择性=×100%]。
①ΔH1
②T1K时,若反应从开始到达到a点所用时间为5min,则v(CH3OH)=
二、利用烯烃催化制取甲醇
制取过程中发生如下反应:
反应I:C3H6(g)+3H2O(g)⇌3CH3OH(g) ΔH2
反应Ⅱ:C2H4(g)+2H2O(g)⇌2CH3OH(g) ΔH3
反应Ⅲ:3C2H4(g)⇌2C3H6(g) ΔH4
(3)反应I、Ⅲ的vantHoff实验数据如图所示(vantHoff经验公式RInK=-+C,为标准焓变,K为平衡常数,R和C为常数)。根据图判断:ΔH3=
22-23高三下·福建泉州·阶段练习
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近年,甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。以下是两种制取过程:
(1)利用CO2制取甲醇
在1L的容器中,选择合适的催化剂进行反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。改变表中条件,测得如下数据:
①T1时平衡常数K=_______ (计算结果保留2位小数);若T1=T3,则α_______ 60%(填“<”“=”“>”),结合相关数据计算,写出推理过程_______ 。
②已知反应速率v正=k正x(CO2)x3(H2),v逆=k逆x(CH3OH)x(H2O),k正、k逆为速率常数,x为物质的量分数。若第2组数据的k正=20mol·L-1·s-1,则平衡时v逆=_______ mol·L-1·s-1。
(2)利用烯烃催化制取甲醇
制取过程中发生如下反应:
I.C3H6(g)+3H2O(g)⇌3CH3OH(g) △H1
II.C2H4(g)+2H2O(g)⇌2CH3OH(g) △H2
III.3C2H4(g)⇌2C3H6(g) △H3
反应I、III的vantHoff实验数据如图所示(vantHoff经验公式RlnK=-+C,为标准焓变,K为平衡常数,R和C为常数)。根据图判断:.
①△H2=_______ (用含△H1和△H3的计算式表示),反应III的=_______ kJ·mol-1。
②为研究该反应体系的平衡关系,向容积为1L的容器中加入1.0mol甲醇,控制温度为500K,测得平衡时,甲醇的转化率为0.8,乙烯的物质的量为0.1mol,则R的数值为_______ 。(计算结果保留1位小数,已知:lge=0.43,lg5=0.7)
(1)利用CO2制取甲醇
在1L的容器中,选择合适的催化剂进行反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。改变表中条件,测得如下数据:
温度 | 投料n(H2)/mol | 投料n(CO2)/mol | H2平衡转化率/% | |
1组 | T1 | 1 | 2 | 60 |
2组 | T2 | 2 | 2 | 50 |
3组 | T3 | 6 | 2 | α |
①T1时平衡常数K=
②已知反应速率v正=k正x(CO2)x3(H2),v逆=k逆x(CH3OH)x(H2O),k正、k逆为速率常数,x为物质的量分数。若第2组数据的k正=20mol·L-1·s-1,则平衡时v逆=
(2)利用烯烃催化制取甲醇
制取过程中发生如下反应:
I.C3H6(g)+3H2O(g)⇌3CH3OH(g) △H1
II.C2H4(g)+2H2O(g)⇌2CH3OH(g) △H2
III.3C2H4(g)⇌2C3H6(g) △H3
反应I、III的vantHoff实验数据如图所示(vantHoff经验公式RlnK=-+C,为标准焓变,K为平衡常数,R和C为常数)。根据图判断:.
①△H2=
②为研究该反应体系的平衡关系,向容积为1L的容器中加入1.0mol甲醇,控制温度为500K,测得平衡时,甲醇的转化率为0.8,乙烯的物质的量为0.1mol,则R的数值为
近年,甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。以下是两种制取过程。
(1)利用CO2制取甲醇:在1L的容器中,选择合适的催化剂进行反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。改变表中条件,测得如表数据:
①若在T1时,假设经过5分钟即达到化学平衡,则0~5分钟这段时间用H2的变化量表示的化学反应速率为______ mol•L-1•min-1。
②在T2时,此时CO2的平衡转化率为_____ (计算结果保留1位小数)。
③当T1=T3,若α=60%时,浓度熵Qc=_____ (保留两位小数),据此判断,此时反应朝_____ (填正或逆)向进行至达到平衡。
(2)利用烯烃催化制取甲醇。其制取过程中发生如下反应:
I.C3H6(g)+3H2O(g)3CH3OH(g) △H1
II.C2H4(g)+2H2O(g)2CH3OH(g) △H2
III.3C2H4(g)2C3H6(g) △H3
若反应I、III的vantHoff实验数据如图所示(vantHoff经验公式RlnK=-+C,△Hθ为标准焓变,K为平衡常数,R和C为常数)。根据题意及图则有:
△H2=_____ (用含△H1和△H3的计算式表示),反应III的C=_____ 。
(1)利用CO2制取甲醇:在1L的容器中,选择合适的催化剂进行反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。改变表中条件,测得如表数据:
温度 | 投料n(H2)/mol | 投料n(CO2)/mol | H2平衡转化率/% | |
1组 | T1 | 1 | 2 | 60 |
2组 | T2 | 2 | 2 | 50 |
3组 | T3 | 6 | 2 | α |
②在T2时,此时CO2的平衡转化率为
③当T1=T3,若α=60%时,浓度熵Qc=
(2)利用烯烃催化制取甲醇。其制取过程中发生如下反应:
I.C3H6(g)+3H2O(g)3CH3OH(g) △H1
II.C2H4(g)+2H2O(g)2CH3OH(g) △H2
III.3C2H4(g)2C3H6(g) △H3
若反应I、III的vantHoff实验数据如图所示(vantHoff经验公式RlnK=-+C,△Hθ为标准焓变,K为平衡常数,R和C为常数)。根据题意及图则有:
△H2=
近年,甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。以下是两种制取过程。
(1)利用CO2制取甲醇:在1L的容器中,选择合适的催化剂进行反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。改变表中条件,测得如表数据:
①若在T1时,假设经过5分钟即达到化学平衡,则0~5分钟这段时间用H2的变化量表示的化学反应速率为_____ mol•L-1•min-1。
②在T2时,此时CO2的平衡转化率为_____ (计算结果保留1位小数)。
③若T1=T3,则α_____ 60%(填“<”“=”或“>”),结合相关数据计算,写出具体推理过程:_____ 。
(2)利用烯烃催化制取甲醇。其制取过程中发生如下反应:
I.C3H6(g)+3H2O(g)3CH3OH(g) △H1
II.C2H4(g)+2H2O(g)2CH3OH(g) △H2
III.3C2H4(g)2C3H6(g) △H3
若反应I、III的vantHoff实验数据如图所示(vantHoff经验公式RlnK=-+C,△Hθ为标准焓变,K为平衡常数,R和C为常数)。根据题意及图则有:
△H2=_____ (用含△H1和△H3的计算式表示),反应III的C=_____ 。
(1)利用CO2制取甲醇:在1L的容器中,选择合适的催化剂进行反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。改变表中条件,测得如表数据:
温度 | 投料n(H2)/mol | 投料n(CO2)/mol | H2平衡转化率/% | |
1组 | T1 | 1 | 2 | 60 |
2组 | T2 | 2 | 2 | 50 |
3组 | T3 | 6 | 2 | α |
①若在T1时,假设经过5分钟即达到化学平衡,则0~5分钟这段时间用H2的变化量表示的化学反应速率为
②在T2时,此时CO2的平衡转化率为
③若T1=T3,则α
(2)利用烯烃催化制取甲醇。其制取过程中发生如下反应:
I.C3H6(g)+3H2O(g)3CH3OH(g) △H1
II.C2H4(g)+2H2O(g)2CH3OH(g) △H2
III.3C2H4(g)2C3H6(g) △H3
若反应I、III的vantHoff实验数据如图所示(vantHoff经验公式RlnK=-+C,△Hθ为标准焓变,K为平衡常数,R和C为常数)。根据题意及图则有:
△H2=
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