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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷37
甲醇直接脱氢制无水甲醛是具有工业化前景的新工艺。回答下列问题：
(1)在标准压强(100kPa)、298K下，一些物质的热力学数据如下表，标准摩尔生成焓是指由稳定的单质合成1mol该物质的反应焓变；
物质HCHO
标准摩尔生成焓()0-115.8-201
熵()130.7218.7239.9
甲醇脱氢制甲醛的反应方程式为：   ___________，该反应高温能自发进行的原因是___________。
(2)已知Arrhenius经验公式为(为活化能，k为速率常数，R、A为常数)。一定条件下，催化剂1作用下甲醇脱氢制甲醛反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示。

①升高温度，速率常数k___________(填“增大”“减小”或“不变”)；
②催化剂Ⅱ作用下，实验数据如图中b线所示，则催化效果：催化剂Ⅰ___________催化剂Ⅱ(填“>”成“<”)。
(3)催化剂1作用下，恒容密闭容器中充入一定量的发生反应，达到平衡时，容器总压、的体积分数随温度的变化曲线如图所示。

①随着温度的升高，压强不断增大的原因是___________。
②600K达到平衡时，___________kPa(用含“p”的式子表示，下同)，的转化率为___________，___________。
23-24高三上·河南周口·阶段练习
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知识点：化学反应热的计算催化剂对化学反应速率的影响转化率的相关计算及判断反应进行方向判据的应用 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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甲醇有广泛的用途和广阔的应用前景，工业上利用CO2生产甲醇，再利用甲醇生产丙烯。回答下列问题：
(1)工业上在Cu-ZnO催化下利用CO2发生如下反应I生产甲醇，同时伴有反应II发生。
I．CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1<0
II．CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2>0
①已知：298K时，相关物质的相对能量如图1，反应I的△H1为___________。

②不同条件下，按照n(CO2)：n(H2)=1：1投料，CO2的平衡转化率如图2所示。压强p1、p2、p3由大到小的顺序是___________。压强为p1时，温度高于300℃之后，随着温度升高CO2平衡转化率增大的原因___________。

③在温度T时，在容积不变的密闭容器中，充入0.5molCO2(g)和1.0molH2(g)，起始压强为pkPa，10min达平衡时生成0.3molH2O(g)，测得压强为kPa。若反应速率用单位时间内分压变化表示，则10min内CH3OH的反应速率(CH3OH)为___________kPa·min-1。则反应II的平衡常数KP=___________。
(2)甲醇催化制取丙烯的过程中发生如下反应：
I．3CH3OH(g)⇌C3H6(g)+3H2O(g)
II．2CH3OH(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g)
反应I的Arrhenius经验公式的实验数据如图3中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式为Rlnk=-+C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能Ea=___________kJ/mol。
二氧化碳加氢制甲醇和甲烷重整对碳资源利用具有重要的战略意义。回答下列问题：
Ⅰ．加氢选择合成甲醇的主要反应如下：
①   
②   
③   
(1)在一定温度下，由最稳定单质生成1mol某物质的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓，下表为298K时几种物质的标准摩尔生成焓()。
物质
00-110.5-393.5-241.8-201.2
有利于反应①自发进行的条件是_______(填“高温”或“低温”)，_______。
(2)反应②的反应速率，其中、分别为正、逆反应速率常数。该反应的平衡常数，则_______，升高温度时_______(填“增大”，“减小”或“不变”)。
Ⅱ．甲烷重整工艺主要包括甲烷水蒸汽重整制氢、甲烷部分氧化重整制氢、甲烷二氧化碳重整制氢、甲烷三重整制氢等。
(3)甲烷三重整制氢的逆反应。若将与CO按物质的量之比加入反应装置，在不同条件下达到平衡时甲烷的物质的量分数为，在条件下与p的关系和在条件下与t的关系如图所示。

当CO的平衡转化率为时，反应条件可能是250℃、或_______；图中能表示相同状态下，相同平衡状态的点是_______。甲烷三重整制氢工业一般将反应温度设置为750~920℃，将反应压力设置为2~3MPa，并向转化炉内通入空气或氧气，通入空气或氧气的目的是_______。
(4)同时进行甲烷与二氧化碳的重整反应制备合成气是当前的研究热点，反应为④，该反应的Arrhenius经验公式实验数据如图所示，已知Arrhenius经验公式(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)反应的逆反应活化能为_______。(用含“、、、”的式子表示)
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。二氧化碳加氢制甲醇已经成为研究热点，在某CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中，发生的主要反应如下：
I．
II．
回答下列问题：
(1)表中数据是该反应中的相关物质的标准摩尔生成焓()数据
物质
0-394-201-240
(标准摩尔生成是指在298.15K、100kPa，由稳定态单质生成1mol化合物时的焓变)。
则___________，反应I的热力学趋势较小，原因是___________。
(2)下列能说明反应I一定达到平衡状态的是___________(填标号)。
A．B．平衡数不再发生变化
C．混合气体的密度不再发生变化D．混合气体中的百分含量保持不变

(3)将平均相对分子质量为16的CO2和H2的混合气体充入一恒容密闭容器中，在化剂作用下发生反应I、II，已知反应II的反应速率，，k正，k逆为速率常数，x为物质的量分数。
①当转化率达到时，反应达到平衡状态，这时和的体积分数相同，若反应II的，平衡时反应II的___________；
②Arrhenius经验公式为，其中为活化能，T为热力学温度，为速率常数，R和C为常数，则___________(用含、、T、R的代数式表示)。
③由实验测得，随着温度的逐渐升高，平衡时混合气体的平均相对分子质量几乎又变回16，原因是___________。
(4)其他条件相同时，反应温度对选择性的影响如图所示：
   
由图可知，温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值，可能的原因是___________。

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