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解答题-原理综合题 较难0.4 引用2 组卷477
为原料在特定条件下可生产醇类、烷烃、碳酸酯等,实现二氧化碳资源化。科学家通过如下反应合成甲醇:
已知:

回答下列问题:
(1)计算上述合成甲醇反应的焓变______
(2)科学研究中常用产物的时空收率(单位物质的量催化剂表面产物分子的平均生成速率)来衡量催化效果.在3 MPa,时,不同Ni、Ga配比的Ni-Ga/催化剂下,测定甲醇时空收率随温度的变化曲线如图所示.甲醇时空收率随温度变化先增大后减小的原因是______。催化剂的最佳配比和反应温度是______

(3)将等量充入恒温恒容密闭容器中反应合成甲醇,已知该温度下反应的化学平衡常数,下列事实说明该反应已达平衡的是______。
A.气体密度保持不变
B.的生成速率相等
C.某时刻容器中
D.混合气体的平均相对分子质量不变
(4)①合成存在以下副反应:。5MPa,200℃时在1 L容器中投入1 mol 和3 mol ,达成平衡时,二氧化碳转化率为0.5,甲醇选择率为0.8(甲醇选择率=)。计算合成甲醇反应的化学平衡常数K(写出过程,结果列出计算表达式)________________________
②已知200℃时有60%以上的原料未转化,为了提高转化率,设计如图流程分离甲醇和水,循环利用原料气。已知甲醇的沸点是64.7℃,根据信息判断反应室的温度______闪蒸室的温度(选填“<”、“=”或“>”).在原料气中通入CO的目的是________________________

2024·广东佛山·一模
知识点:盖斯定律与热化学方程式化学平衡状态的判断方法化学平衡常数的有关计算产物的物质的量与温度、压强的图像关系分析 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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不仅是一种温室气体,也是一种来源广泛且廉价易得的碳资源,可通过热化学、电化学等方法再利用。
(Ⅰ)科学家通过如下反应利用合成甲醇:
已知:

回答下列问题:
(1)计算上述合成甲醇反应的焓变___________
(2)科学研究中常用产物的时空收率(单位物质的量催化剂表面产物分子的平均生成速率)来衡量催化效果,在3MPa,时,不同Ni、Ga配比的催化剂下,测定甲醇时空收率随温度的变化曲线如图所示,甲醇时空收率随温度变化先增大后减小的原因是___________。催化剂的最佳配比和反应温度是___________

(3)将等量充入恒温恒容密闭容器中反应合成甲醇,已知该温度下反应的化学平衡常数,下列事实说明该反应已达平衡的是___________。
A.气体密度保持不变
B.的生成速率相等
C.某时刻容器中
D.混合气体的平均相对分子质量不变

(Ⅱ)甲烷干重整反应可以将两类重要的温室气体和进行重整,涉及主要反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
(4)恒温恒容密闭容器中,按投料,初始总压,达到平衡状态时测得转化率为,平衡总压为。计算该温度下反应Ⅰ的浓度平衡常数___________
(5)某研究小组为了评估甲烷干重整反应中不同催化剂的性能差异,在常压、催化剂作用下,按投料,不同温度下反应相同时间,测得的转化率(柱形图)和产物()如图所示。请分析产物随温度变化的原因(不考虑催化剂失活)___________

二氧化碳与氢气催化合成甲醇,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
(1)已知:
化学键H-HC-OC=OH-OC-H
键能/kJ·mol1436326803464414
计算上述反应的△H=_________________kJ.mol-1
(2)一定条件下,将n(CO2):n(H2)=1:1的混合气充入恒温恒容密闭容器中,下列事实可以说明该反应已达平衡的是______________________(填选项字母)。
A.容器内气体密度保持不变
B.CO2的体积分数保持不变
C.H2O(g)与CO2(g)的生成速率之比为1∶1
D.该反应的平衡常数保持不变
E.混合气体的平均相对分子质量不变
F.容器中压强保持不变
(3)一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入1.2molCO2和3.6molH2,在不同催化剂作用下的反应I、反应II与反应III,相同时间内CO2转化率随温度变化的数据如表所示,据表中数据绘制“图1”:
相同时间内CO2转化率T1T2T3T4T5
反应Ⅰ65%77%80%80%66.67%
反应Ⅱ56%67%76%80%66.67%
反应Ⅲ48%62%72%80%66.67%

(T5时,图1中C点转化率为66.67%,即转化了2/3)
①催化剂效果最佳的反应是_______________(填“反应I”,“反应II”,“反应III”)。
②T3的b点v(正)_____________v(逆)(填 “>”, “<”, “="”" )。
③T4的a点转化率比T5的c点高的原因是________________________
④在温度为T5时,该反应的平衡常数K=__________________________
⑤在温度为T5时,CH3OH的浓度随时间变化的趋势如“图2”所示。
当时间到达t1时,将生成的甲醇和水同时除去,并维持该温度,在 t2时达新平衡。
请在“图2”中画出t1时刻后CH3OH的浓度变化总趋势曲线。

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