Ⅰ.利用甲醇(CH3OH)制備一些高附加值產(chǎn)品,是目前研究的熱點(diǎn)。
(1)甲醇和水蒸氣經(jīng)催化重整可制得氫氣,反應(yīng)主要過程如下:
反應(yīng)Ⅰ.CH3OH(g)+H2O(g)?3H2(g)+CO2(g)△H1
反應(yīng)Ⅱ.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)△H2=akJ?mol-1
反應(yīng)Ⅲ.CH3OH(g)?2H2(g)+CO(g)△H3=bkJ?mol-1
①△H1=b-ab-akJ?mol-1。
②工業(yè)上采用CaO吸附增強(qiáng)制氫的方法,可以有效提高反應(yīng)Ⅰ氫氣的產(chǎn)率,如圖1,請(qǐng)分析加入CaO提高氫氣產(chǎn)率的原因:CaO消耗CO2,降低CO2的濃度,促進(jìn)平衡正向移動(dòng),提高H2的產(chǎn)率CaO消耗CO2,降低CO2的濃度,促進(jìn)平衡正向移動(dòng),提高H2的產(chǎn)率。
(2)CO2和H2充入一定體積的密閉容器中,在兩種溫度下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),測(cè)得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖2。
①曲線Ⅰ、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KⅠ>>KⅡ。(填“>”或“=”或“<”)
②一定溫度下,在容積為1L的兩個(gè)恒容密閉容器中,按如下方式加入反應(yīng)物,一段時(shí)間后達(dá)到平衡。
容器 | 甲 | 乙 |
反應(yīng)物投入量 | 1mol CO2、3mol H2 | 1mol CO2、1mol H2、 1mol CH3OH(g)、1mol H2O(g) |
<
<
v逆。(填“>”“<”或“=”)。③一定溫度下,此反應(yīng)在恒壓容器中進(jìn)行,能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是
bd
bd
。a.容器中壓強(qiáng)不變
b.H2的體積分?jǐn)?shù)不變
c.c(H2)=3c(CH3OH)
d.容器中密度不變
e.2個(gè)C=O斷裂的同時(shí)有3個(gè)H-H斷裂
Ⅱ.(3)已知電離常數(shù)HCN:Ka=4.9×10-10,H2CO3:Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11,則向KCN溶液中通入少量CO2時(shí)的離子方程式為
CN-+H2O+CO2═HCN+
HCO
-
3
CN-+H2O+CO2═HCN+
。HCO
-
3
Ⅲ.(4)利用人工光合作用,借助太陽能使CO2和H2O轉(zhuǎn)化為HCOOH,如圖3所示,在催化劑b表面發(fā)生的電極反應(yīng)為:
CO2+2H++2e-=HCOOH
CO2+2H++2e-=HCOOH
。【答案】b-a;CaO消耗CO2,降低CO2的濃度,促進(jìn)平衡正向移動(dòng),提高H2的產(chǎn)率;>;<;bd;CN-+H2O+CO2═HCN+;CO2+2H++2e-=HCOOH
HCO
-
3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:90引用:4難度:0.7
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1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是( ?。?/h2>
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2.催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生以下兩個(gè)平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是( ?。?br />①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5 -
3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴(kuò)大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
(1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線.
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有關(guān)說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測(cè)得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
(2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
(3)2009年10月,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
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②工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有
(4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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