解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷67
“碳达峰”“碳中和”是推动我国经济社会高质量发展的内在要求。通过二氧化碳催化加氢合成二甲醚是一种重要的转化方法，其过程如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)二氧化碳与氢气合成CH3OCH3时，通常控制温度为 500℃左右，其可能的原因为_____(填字母)。
(2)在 1L 恒温密闭容器中充入4molCO2和6molH2 ，初始压强为 p，20min 时反应 Ⅰ、Ⅱ都达到平衡状态，体系压强为 0.8p，测得 c(H2O)=3mol/L。
①0~20min 内v(CO)=________ 。
②反应Ⅱ的化学平衡常数Kp=________ 。
③平衡时 CH3OCH3的选择性=________ 。(
)
(3)在密闭容器中通入1 nolCO2和3molH2，在铁系催化剂作用下进行反应， 的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。图中，温度大于 800℃时，随着压强的增大， CO2的平衡转化率减小，请解释原因：___________ 。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
(1)二氧化碳与氢气合成CH3OCH3时，通常控制温度为 500℃左右，其可能的原因为_____(填字母)。
| A．反应速率快 | B．平衡的转化率高 |
| C．催化剂活性高 | D．主反应催化剂选择性好 |
(2)在 1L 恒温密闭容器中充入4molCO2和6molH2 ，初始压强为 p，20min 时反应 Ⅰ、Ⅱ都达到平衡状态，体系压强为 0.8p，测得 c(H2O)=3mol/L。
①0~20min 内v(CO)=
②反应Ⅱ的化学平衡常数Kp=
③平衡时 CH3OCH3的选择性=
)(3)在密闭容器中通入1 nolCO2和3molH2，在铁系催化剂作用下进行反应， 的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。图中，温度大于 800℃时，随着压强的增大， CO2的平衡转化率减小，请解释原因：
23-24高三上·陕西西安·阶段练习
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我国提出 2060 年前实现碳中和，为有效降低大气 CO2中的含量，以 CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应：
Ⅰ．主反应：CO2(g)＋4H2(g)
CH4(g)＋2H2O(g) ∆H1＝－156.9 kJ·mol－l
Ⅱ．副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ∆H2＝＋41.1 kJ·mol－l
(1)已知：Ⅲ．2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ∆H3＝－395.6 kJ·mol－l
Ⅳ．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) ∆H4＝__________ 。
(2)CO2加氢合成甲烷时，通常控制温度为 500 °C 左右，其可能的原因为_______。
(3)500 °C 时，向 1 L 恒容密闭容器中充入 4 mol CO2和 12 mol H2，初始压强为 p，20 min 时主、副反应都达到平衡状态，测得 c(H2O)＝5 mol·L－1，体系压强为3/4 p， 则 0~ 20 min 内 v(CH4)＝________ ，平衡时 CH4选择性＝ ___________ (CH4选择性=
× 100%， 计算保留三位有效数字)。
(4)以 CO2催化加氢合成的甲醇为原料，在催化剂作用下可以制取丙烯，反应的化学方程式为 3CH3OH(g) C3H6(g)＋3H2O(g)。该反应的 Arrhenius 经验公式的实验数据如图中曲线 a 所示，已知 Arhenius 经验公式
，(Ea为活化能，k 为速率常数，R 和 C 为常数)。当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线 b 所示，则实验可能改变的外界条件是 __________ 。
Ⅰ．主反应：CO2(g)＋4H2(g)
CH4(g)＋2H2O(g) ∆H1＝－156.9 kJ·mol－lⅡ．副反应：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ∆H2＝＋41.1 kJ·mol－l(1)已知：Ⅲ．2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ∆H3＝－395.6 kJ·mol－l
Ⅳ．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) ∆H4＝
(2)CO2加氢合成甲烷时，通常控制温度为 500 °C 左右，其可能的原因为_______。
| A．反应速率快 | B．平衡转化率高 |
| C．催化剂活性高 | D．主反应催化剂选择性好 |
× 100%， 计算保留三位有效数字)。(4)以 CO2催化加氢合成的甲醇为原料，在催化剂作用下可以制取丙烯，反应的化学方程式为 3CH3OH(g)
C3H6(g)＋3H2O(g)。该反应的 Arrhenius 经验公式的实验数据如图中曲线 a 所示，已知 Arhenius 经验公式，(Ea为活化能，k 为速率常数，R 和 C 为常数)。当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线 b 所示，则实验可能改变的外界条件是 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) ΔH>0
(1)此反应的活化能Ea(正)___________ Ea(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(2)已知体系自由能变
，
时反应自发进行。关于上述反应说法正确的是___________。
(3)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．通过二氧化碳催化加氢合成二甲醚是另一种转化方法过程如下：
反应I：
反应Ⅱ：
(4)二氧化碳与氢气合成
时，通常控制温度为500℃左右，其可能的原因为___________(填字母)。
(5)在1L恒温密闭容器中充入
和
，初始压强为p，20min时反应I、Ⅱ都达到平衡状态，体系压强为0.8p，测得
。
①0~20min内
___________ 。
②平衡时的选择性=___________ 。(的选择性
)
(6)在密闭容器中通入
和
，在铁系催化剂作用下进行反应，
的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。图中，温度大于800℃时，随着压强的增大，的平衡转化率减小，请解释原因：___________ 。
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) ΔH>0(1)此反应的活化能Ea(正)
(2)已知体系自由能变
，时反应自发进行。关于上述反应说法正确的是___________。A． | B． | C．低温自发 | D．高温自发 |
(3)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．通过二氧化碳催化加氢合成二甲醚是另一种转化方法过程如下：
反应I：
反应Ⅱ：
(4)二氧化碳与氢气合成
时，通常控制温度为500℃左右，其可能的原因为___________(填字母)。| A．反应速率快 | B．平衡的转化率高 | C．催化剂活性高 | D．催化剂选择性好 |
(5)在1L恒温密闭容器中充入
和，初始压强为p，20min时反应I、Ⅱ都达到平衡状态，体系压强为0.8p，测得。①0~20min内
②平衡时
的选择性=的选择性)(6)在密闭容器中通入
和，在铁系催化剂作用下进行反应，的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。图中，温度大于800℃时，随着压强的增大，的平衡转化率减小，请解释原因： 
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