解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷27
在铁系催化剂作用下,二氧化碳催化加氢合成乙烯。发生的主要反应如下:
I.2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g) △H1
II.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2>0
回答下列问题:
(1)在密闭容器中通入1mol CO2和3mol H2,在铁系催化剂作用下进行反应,某一压强下,CO2的平衡转化率随温度的变化如图1所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/7/e6cc0cf8-5044-4dbc-97f0-ca973b5dbb89.png?resizew=372)
①下列说法正确的是______ (填选项字母)。
A.由图1可知:在该压强下,200-550℃之间以反应I为主,550℃后以反应II为主
B.反应II化学方程式前后物质的化学计量数之和相等,所以增大压强反应II的速率一定不变
C.恒温恒压下,容器内气体的密度不变时,说明反应已达到平衡
D.其他条件不变,将CO2和H2的初始物质的量之比变为2:3,可提高CO2平衡转化率
②图1中点M(350,70),此时乙烯的选择性为
[选择性=
]。
计算该温度时反应II的平衡常数K=_______ (结果用分数表示)。
(2)恒温恒容密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),反应物的平衡转化率分别随着水、一氧化碳的物质的量之比[
]的变化曲线如图2所示。若在此温度下,向容积为2.0L的恒容密闭容器中通入2.0mol CO(g)、1.6mol H2O(g)、3.2mol CO2(g)、1.2mol H2(g),发生上述反应,则反应向________ (填“正向”或“逆向”)进行。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/7/a7d67c1e-e2f5-4858-b08e-81e15160797e.png?resizew=336)
(3)工业上乙醇脱水可制得二乙醚:2C2H5OH(g)
C2H5OC2H5(g)+H2O(g) △H>0。实验测得:v正=k正c2(C2H5OH),v逆=k逆c(C2H5OC2H5)·c(H2O),k正、k逆为速率常数。T1温度下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol C2H5OH,10min时达到平衡,H2O的体积分数为25%。
①C2H5OC2H5的体积分数为________ 。
②平衡常数K=________ (用k正、k逆表示)。
③当温度变为T2时,k正=
,则T1________ T2(填“大于”“小于”或“等于”)。
I.2CO2(g)+6H2(g)
II.CO2(g)+H2(g)
回答下列问题:
(1)在密闭容器中通入1mol CO2和3mol H2,在铁系催化剂作用下进行反应,某一压强下,CO2的平衡转化率随温度的变化如图1所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/7/e6cc0cf8-5044-4dbc-97f0-ca973b5dbb89.png?resizew=372)
①下列说法正确的是
A.由图1可知:在该压强下,200-550℃之间以反应I为主,550℃后以反应II为主
B.反应II化学方程式前后物质的化学计量数之和相等,所以增大压强反应II的速率一定不变
C.恒温恒压下,容器内气体的密度不变时,说明反应已达到平衡
D.其他条件不变,将CO2和H2的初始物质的量之比变为2:3,可提高CO2平衡转化率
②图1中点M(350,70),此时乙烯的选择性为
计算该温度时反应II的平衡常数K=
(2)恒温恒容密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/7/a7d67c1e-e2f5-4858-b08e-81e15160797e.png?resizew=336)
(3)工业上乙醇脱水可制得二乙醚:2C2H5OH(g)
①C2H5OC2H5的体积分数为
②平衡常数K=
③当温度变为T2时,k正=
23-24高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习
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我国将在2023年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。“碳中和”是指 CO2的排放总量和减少总量相当。CO2的资源化利用能有效减少CO2排放。
I.研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气:
CO2(g)+ CH4(g)
2CO(g)+2H2 (g) △H>0
(1)此反应的活化能Ea(正)___________ Ea(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(2)某温度下,向一恒容密闭容器中充入CO2和CH4发生上述反应,初始时CO2和CH4的分压分别为15kPa、20kPa,一段时间达到平衡后,测得体系压强增加了10kPa,则该反应的平衡常数Kp=___________ (kPa)2(结果保留两位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压
物质的量分数)。
II.CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:
反应①:CO2(g)+H2(g) ⇋CO(g)+H2O(g) △H1= +41.2kJ·mol-1
反应②:2CO2(g)+6H2(g) ⇋CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H2
在恒压,CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:CH3OCH3的选择性=![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3afcde3250ad55e4c3e6f0e5d51e5f7b.svg)
(3)已知反应:2CO(g)+4H2(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-204.9kJ·mol-1则反应②的△H2= ___________
,反应②的自发条件为___________ 。
A.高温 B.高压 C.低温 D.低压
(4)温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是___________ 。
(5)220℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间 后,测得CH3OCH3的选择性对应图中A点数据。下列说法正确的是___________。
III。
(6)某乙烯熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示,则负极上电极反应式为___________ 。若要维持电池持续稳定工作,则从理论上讲,进入石墨II电极上的CO2与石墨I电极上生成的CO2的物质的量之比是___________ 。
I.研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气:
CO2(g)+ CH4(g)
(1)此反应的活化能Ea(正)
(2)某温度下,向一恒容密闭容器中充入CO2和CH4发生上述反应,初始时CO2和CH4的分压分别为15kPa、20kPa,一段时间达到平衡后,测得体系压强增加了10kPa,则该反应的平衡常数Kp=
II.CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:
反应①:CO2(g)+H2(g) ⇋CO(g)+H2O(g) △H1= +41.2kJ·mol-1
反应②:2CO2(g)+6H2(g) ⇋CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H2
在恒压,CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:CH3OCH3的选择性=
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/23/d4d54d14-8417-4efb-9404-c00d4aa21c8a.png?resizew=318)
(3)已知反应:2CO(g)+4H2(g)
A.高温 B.高压 C.低温 D.低压
(4)温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是
(5)220℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应
A.其他反应条件不变,增大压强一定可提高平衡时CH3OCH3的选择性 |
B.其他反应条件不变,改变催化剂,CH3OCH3的选择性不会改变 |
C.其他反应条件不变,升高温度,CO2的转化率一定随着温度的升高而降低 |
D.其他反应条件不变,提高投料时的氢碳比[n(H2):nCO2)],能提高CO2平衡转化率 |
III。
(6)某乙烯熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示,则负极上电极反应式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/23/47311729-822e-4285-bf1d-b7e8e21fef1c.png?resizew=252)
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