大題突破練(三)化學(xué)反應(yīng)原理綜合題1234561.(2023·內(nèi)蒙古呼和浩特一模)低碳烯烴是指乙烯、丙烯和丁烯等小分子烯烴的總稱。其用途十分廣泛,是塑料、橡膠、樹脂、高分子、醫(yī)藥、農(nóng)藥等后續(xù)產(chǎn)業(yè)鏈賴以生存的基石。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí),回答下列問(wèn)題:(1)研究證明,CO2可作為合成低碳烯烴的原料,目前利用CO2與H2合成乙烯的相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH1=-49.01kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ:2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)

ΔH2=-29.98kJ·mol-1反應(yīng)Ⅲ:2CO2(g)+6H2(g)4H2O(g)+C2H4(g)

ΔH3=

kJ·mol-1

-128.00

123456(2)一定條件下,在2L的恒容密閉容器中以不同的氫碳比

發(fā)生反應(yīng)Ⅲ,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α(CO2)與溫度的關(guān)系如圖甲所示。圖甲

①該反應(yīng)在低溫下是否可以自發(fā)進(jìn)行?

(填“是”“否”或“無(wú)法確定”)。

②下列能提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率的措施有

(填字母)。

a.降低反應(yīng)溫度b.使用高效催化劑c.通入氦氣使體系的壓強(qiáng)增大d.以相同的投料比增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量是

ad123456③R點(diǎn)處,X

(填“>”“<”或“=”)2.0。

④若起始加入1molCO2和2molH2,則Q點(diǎn)的平衡常數(shù)K=

。

(3)我國(guó)科學(xué)家用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氫合成低碳烯烴——乙烯的反應(yīng),所得產(chǎn)物含CH4、C3H6、C4H8等副產(chǎn)物,反應(yīng)過(guò)程如圖乙。圖乙

>512123456催化劑中添加Na、K、Cu助劑后(助劑也起催化作用)可改變反應(yīng)的選擇性,在其他條件相同時(shí),添加不同助劑,經(jīng)過(guò)相同時(shí)間后測(cè)得CO2轉(zhuǎn)化率和各產(chǎn)物的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如表所示。助劑CO2轉(zhuǎn)化率/%各產(chǎn)物在所有產(chǎn)物中的占比/%C2H4C3H6其他Na42.535.939.624.5K27.275.622.81.6Cu9.880.712.56.8①催化劑助劑主要在

(填“第ⅰ步”“第ⅱ步”或“第ⅲ步”)起作用。

②在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加

助劑效果最好,加入助劑能提高單位時(shí)間內(nèi)乙烯產(chǎn)量的根本原因是______________________________________

。

第ⅲ步

K

降低生成乙烯的反應(yīng)所需要的活化能,加快乙烯生成速率,而對(duì)其他副反應(yīng)幾乎無(wú)影響123456解析

(1)反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)══CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH1=-49.01

kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ:2CH3OH(g)══C2H4(g)+2H2O(g)

ΔH2=-29.98

kJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律,Ⅰ×2+Ⅱ可得反應(yīng)Ⅲ:2CO2(g)+6H2(g)══4H2O(g)+C2H4(g)

ΔH3=(-49.01×2)

kJ·mol-1+(-29.98)

kJ·mol-1=-128.00

kJ·mol-1。(2)①由上述分析可知,反應(yīng)Ⅲ的ΔH<0、ΔS<0,ΔG=ΔH-TΔS,當(dāng)ΔG<0時(shí),反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)Ⅲ在低溫下可以自發(fā)進(jìn)行。②由于反應(yīng)Ⅲ的ΔH<0,因此降低反應(yīng)溫度,平衡正向移動(dòng),CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大,a正確;使用高效催化劑,不會(huì)使平衡移動(dòng),只會(huì)改變反應(yīng)速率,b錯(cuò)誤;通入氦氣不改變反應(yīng)物濃度,平衡不移動(dòng),c錯(cuò)誤;以相同的投料比增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量,氣體壓強(qiáng)增大,平衡正向移動(dòng),CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大,d正確。③如圖所示,相同溫度下,X的平衡轉(zhuǎn)化率α(CO2)的值更大,則

值更大,故R點(diǎn)處,X>2.0。123456④Q點(diǎn)與P點(diǎn)溫度相同,則兩點(diǎn)K值相同,以P點(diǎn)計(jì)算K值,=2.0、α(CO2)=0.5,若起始加入1

mol

CO2和2

mol

H2,列三段式:

2CO2(g)+6H2(g)══

4H2O(g)+C2H4(g)(3)②在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加K助劑效果最好,因?yàn)榧骖櫼蚁┑漠a(chǎn)率、二氧化碳轉(zhuǎn)化率和副產(chǎn)物影響。1234562.(2023·陜西西安中學(xué)二模)可燃冰是一種高效清潔能源,中國(guó)已勘探的可燃冰儲(chǔ)量居世界第一,持續(xù)安全開采量創(chuàng)下了世界紀(jì)錄,有望2030年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化開采?？茖W(xué)家也對(duì)CH4進(jìn)行了重點(diǎn)研究。Ⅰ.CH4與CO2重整的工藝過(guò)程中涉及如下反應(yīng):反應(yīng)①:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)

ΔH1=+247.4kJ·mol-1反應(yīng)②:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

ΔH2反應(yīng)③:CH4(g)+O2(g) CO(g)+2H2(g)

ΔH3=-35.6kJ·mol-1(1)已知:反應(yīng)④

O2(g)+H2(g)══H2O(g)

ΔH4=-241.8kJ·mol-1,則ΔH2=

kJ·mol-1。

+41.2123456(2)一定條件下,向容積為VL的密閉容器中通入CH4、CO2各1.0mol及少量O2,測(cè)得不同溫度下反應(yīng)平衡時(shí)各產(chǎn)物產(chǎn)量如圖所示。①圖中a和c分別代表產(chǎn)生

和

。由圖中信息判斷900K后產(chǎn)生H2O的主要反應(yīng)并說(shuō)明理由

。

H2H2O

由圖知900K后隨溫度升高n(H2O)減小,說(shuō)明升溫平衡移動(dòng)方向?yàn)槲鼰岱较?應(yīng)該是n(H2O)減小方向,逆反應(yīng)吸熱的反應(yīng)④(H2+O2

══H2O)為主要反應(yīng)②1100K平衡時(shí),CH4與CO2的轉(zhuǎn)化率分別為95%和90%,體系內(nèi)剩余nmolO2,反應(yīng)③的平衡常數(shù)K=

(寫出計(jì)算式)。

③密閉恒容條件下,反應(yīng)②達(dá)到平衡的標(biāo)志是

(填字母)。

A.每消耗1molCO2的同時(shí)消耗1molH2B.CO的分壓不再發(fā)生變化C.氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再發(fā)生變化D.氣體密度不再發(fā)生變化BE123456123456Ⅱ.將CH4與一種產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體利用電解裝置進(jìn)行耦合轉(zhuǎn)化,原理示意如圖。(3)電池工作時(shí),O2-向電極

移動(dòng)。

(4)若消耗CH4和產(chǎn)生溫室效應(yīng)氣體的體積比為3∶2,則生成乙烷和乙烯的體積比為

。

B2∶1123456解析

(1)反應(yīng)

O2(g)+H2(g)══H2O(g)為反應(yīng)④,由蓋斯定律反應(yīng)②=①-③+④,故ΔH2=ΔH1-ΔH3+ΔH4=(247.4+35.6-241.8)

kJ·mol-1=+41.2

kJ·mol-1。(2)①由反應(yīng)①②③可知,反應(yīng)產(chǎn)物有CO、H2和H2O,生成的H2會(huì)在反應(yīng)②中與CO2反應(yīng)生成CO,CO的產(chǎn)量高于H2,故a曲線表示產(chǎn)物H2,b曲線表示CO,c曲線表示H2O;反應(yīng)②是吸熱反應(yīng),升高溫度,有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,H2O的含量增大,但反應(yīng)④

O2(g)+H2(g)══H2O(g)為放熱反應(yīng),升高溫度,不利于反應(yīng)正向進(jìn)行,H2O的含量減小,由圖知900

K后H2O的含量減小,說(shuō)明此時(shí)以H2O的含量減小的反應(yīng)為主,故900

K后,生成H2O的主要反應(yīng)為反應(yīng)④。123456123456(3)產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體為CO2,且其在電極A上發(fā)生的反應(yīng)為CO2+2e-══CO+O2-,故電極A為電解池陰極,電極B為電解池陽(yáng)極。電池工作時(shí),O2-產(chǎn)生于電極A消耗于電極B,故O2-向電解池陽(yáng)極即電極B移動(dòng)。(4)若消耗CH4和產(chǎn)生CO2的體積比為3∶2,根據(jù)阿伏加德羅定律,同溫同壓下,氣體體積比等于物質(zhì)的量之比,可令CH4和CO2物質(zhì)的量分別為3

mol和2

mol,乙烷和乙烯物質(zhì)的量分別為x、y,再根據(jù)得失電子守恒,電極A:2

mol

CO2~4

mol

e-,電極B:3

mol

CH4+4

mol

e-―→yC2H4+xC2H6,可得方程組1234563.(2023·西藏拉薩一模)氮及其化合物之間轉(zhuǎn)化的研究,對(duì)環(huán)境污染的治理和硝酸的制備具有重大意義。回答下列問(wèn)題:(1)氨氣在Pt的催化下,會(huì)發(fā)生Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)氧化反應(yīng):反應(yīng)Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH1=-905kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH2=-1267kJ·mol-1則反應(yīng)Ⅲ:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)

ΔH3=

kJ·mol-1。-1810123456(2)向1L恒容密閉容器中充入0.1molNH3和0.2molO2,以Pt為催化劑、不同溫度下發(fā)生上述反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ,在反應(yīng)相同的時(shí)間時(shí),體系中含氮物質(zhì)與加入氨的分子數(shù)之比δ(%)隨溫度的變化如圖1所示。圖1①溫度低于400℃時(shí),發(fā)生的反應(yīng)以

(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)為主,800℃時(shí)NO的δ數(shù)值較大,原因可能為

。

②400℃時(shí)NH3的轉(zhuǎn)化率為

。

Ⅱ

該溫度下催化劑對(duì)反應(yīng)Ⅰ的催化活性更大,從而反應(yīng)Ⅰ的選擇性更大75%123456③工業(yè)采用氨催化氧化制硝酸時(shí),應(yīng)選擇的條件為

(填字母)。

A.常壓,400℃,通過(guò)量純氧 B.高壓,850℃,通過(guò)量純氧C.常壓,850℃,通過(guò)量空氣 D.高壓,400℃,通過(guò)量空氣圖2(3)向VL密閉容器中充入5molNH3和7molNO,保持壓強(qiáng)不變,在不同溫度下發(fā)生反應(yīng)Ⅲ,經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間,測(cè)得容器內(nèi)N2的物質(zhì)的量變化如圖2所示:①溫度低于T3K時(shí),N2的物質(zhì)的量隨溫度的升高逐漸增大的原因是_________________________________C溫度小于T3K時(shí),由于溫度較低,反應(yīng)速_______________________________________________

。

②T3K時(shí),NH3的體積分?jǐn)?shù)為

(保留4位有效數(shù)字)。

率較慢,尚未達(dá)到平衡狀態(tài),隨溫度的升高,反應(yīng)逐漸接近平衡狀態(tài),生成N2的物質(zhì)的量逐漸增加14.06%123456(2)①由圖1可知溫度低于400

℃時(shí)以生成氮?dú)鉃橹?主要發(fā)生反應(yīng)Ⅱ。②400

℃時(shí)δ(N2)=30%,δ(NO)=15%,δ(NH3)=1-(30%×2+15%)=25%,NH3的轉(zhuǎn)化率為75%。③反應(yīng)Ⅰ是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),故不宜采用高壓,850

℃時(shí)反應(yīng)Ⅰ的選擇性最大,通入過(guò)量的空氣,使N2濃度增大,反應(yīng)Ⅱ平衡逆向移動(dòng),選擇性減小,更有利于反應(yīng)Ⅰ的發(fā)生,C項(xiàng)正確。123456(3)②根據(jù)題給信息可得以下三段式:

4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)1234564.(2023·四川綿陽(yáng)二診)二氧化碳的吸收和利用是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的重要途徑,利用二氧化碳合成二甲醚的方法通常是CO2和H2先合成甲醇,再由甲醇脫水制備二甲醚。(1)已知:CH3OCH3(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)ΔH1=-1328.26kJ·mol-12H2(g)+O2(g)══2H2O(l)

ΔH2=-571.6kJ·mol-1H2O(g) H2O(l)

ΔH3=-44.0kJ·mol-1則合成二甲醚反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)的ΔH4=

。

-122.54kJ·mol-1123456(2)合成二甲醚的關(guān)鍵是合成甲醇:Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH<0①恒容絕熱容器中,一定能說(shuō)明反應(yīng)Ⅰ已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

(填字母)。

A.3v正(H2)=v逆(CH3OH)B.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶3∶1∶1C.氣體的密度保持不變D.容器內(nèi)氣體的溫度保持不變D123456②合成甲醇時(shí)存在逆水汽變換:Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

ΔH>0,按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,保持壓強(qiáng)為5MPa下達(dá)到平衡時(shí),CO和CH3OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)及CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示,圖中

(填“a”或“b”)表示甲醇在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),CO2的轉(zhuǎn)化率在270℃之后隨溫度升高而增大的原因是

。若甲醇的選擇性=×100%,則圖中270℃時(shí)甲醇的選擇性=

。270℃時(shí)逆水汽變換反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=

。a

溫度高于270℃,反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動(dòng)的程度小于反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動(dòng)的程度50%

123456(3)甲醇脫水可制得二甲醚:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

ΔH>0。實(shí)驗(yàn)測(cè)得:v正=k正·c2(CH3OH),v逆=k逆·c(CH3OCH3)·c(H2O),k正、k逆為速率常數(shù)。T1溫度下,向2L恒容密閉容器中加入0.4molCH3OH,達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為60%,則平衡時(shí)CH3OCH3的產(chǎn)率為

;當(dāng)溫度改變?yōu)門2時(shí),k逆=5k正,則T2

(填“<”“>”或“=”)T1。

40%

>

123456解析

(1)將已知反應(yīng)依次編號(hào)為①②③,根據(jù)蓋斯定律,由②×3-③×6-①可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式,ΔH4=(-571.6×3+44.0×6+1

328.26)

kJ·mol-1=-122.54

kJ·mol-1。(2)①反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),v正(H2)=3v逆(CH3OH),A錯(cuò)誤;各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B錯(cuò)誤;該反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變,容器容積不變,則氣體密度始終不變,C錯(cuò)誤;該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),在恒容絕熱容器中氣體溫度保持不變,說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相同,反應(yīng)達(dá)到平衡,D正確。123456②反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),反應(yīng)Ⅱ?yàn)槲鼰岱磻?yīng),隨著溫度升高,反應(yīng)Ⅰ化學(xué)平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱ化學(xué)平衡正向移動(dòng),則CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增大,甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而減小,故a曲線表示甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。從圖中可知,270

℃時(shí),二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為25%,且甲醇和CO在含碳產(chǎn)物中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等,設(shè)初始投入a

mol

CO2、3a

mol

H2,反應(yīng)Ⅰ消耗x

mol

CO2,反應(yīng)Ⅱ消耗y

mol

CO2:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)初始/mol

a

3a

0

0轉(zhuǎn)化/mol

x

3x

x

x

CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)轉(zhuǎn)化/mol

y

y

y

y平衡/mol

a-x-y

3a-3x-y

y

x+y123456123456(3)設(shè)T1溫度下達(dá)到平衡時(shí)消耗2z

mol

CH3OH,列三段式:

2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)初始/mol

0.4

0

0轉(zhuǎn)化/mol

2z

z

z平衡/mol

0.4-2z

z

z1234565.(2023·四川自貢二診)CO2的轉(zhuǎn)化和利用是實(shí)現(xiàn)碳中和的有效途徑。其中CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH被認(rèn)為是最可能利用的路徑,該路徑涉及反應(yīng)如下:反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH1=-49.01kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

ΔH2>0請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)若已知H2和CO的燃燒熱,計(jì)算反應(yīng)Ⅱ的ΔH2,還需要的一個(gè)只與水有關(guān)的物理量為

。

H2O(g)H2O(l)的ΔH123456(2)在催化劑條件下,反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)機(jī)理和相對(duì)能量變化如圖1(吸附在催化劑表面上的粒子用*標(biāo)注,TS為過(guò)渡態(tài))。圖1完善該反應(yīng)機(jī)理中相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:OH*+H2(g)══

;以TS3為過(guò)渡態(tài)的反應(yīng),其正反應(yīng)活化能為

eV。

H2O*

1.40123456(3)在恒溫恒壓(1.8MPa,260℃)下,CO2和H2按體積比1∶3分別在普通反應(yīng)器(A)和分子篩膜催化反應(yīng)器(B)中反應(yīng),測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)如下表。已知:ⅰ.分子篩膜催化反應(yīng)器(B)具有催化反應(yīng)、分離出部分水蒸氣的雙重功能;反應(yīng)器CO2平衡轉(zhuǎn)化率甲醇的選擇性達(dá)到平衡時(shí)間/s普通反應(yīng)器(A)25.0%80.0%10.0分子篩膜催化反應(yīng)器(B)a>25.0%100.0%8.0123456①在普通反應(yīng)器(A)中,下列能作為反應(yīng)(反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ)達(dá)到平衡狀態(tài)的判據(jù)是

(填字母)。

A.氣體壓強(qiáng)不再變化 B.氣體的密度不再改變C.v正(CO2)=3v逆(H2) D.各物質(zhì)濃度比不再改變②平衡狀態(tài)下,反應(yīng)器(A)中,甲醇的選擇性隨溫度升高而降低,可能的原因是

;

在反應(yīng)器(B)中,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率明顯高于反應(yīng)器(A),可能的原因是

。

③若反應(yīng)器(A)中初始時(shí)n(CO2)=1mol,反應(yīng)Ⅰ從開始到平衡態(tài)的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=

mol·s-1;反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)平衡常數(shù)Kp(Ⅱ)=

(用最簡(jiǎn)的分?jǐn)?shù)表示)。

BD反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),反應(yīng)Ⅱ?yàn)槲鼰岱磻?yīng),升高溫度,反應(yīng)Ⅰ逆向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱ正向移動(dòng)在反應(yīng)器(B)中,能分離出部分水蒸氣,導(dǎo)致反應(yīng)正向移動(dòng)

0.02123456(4)近年來(lái),有研究人員用CO2通過(guò)電催化生成CH3OH,實(shí)現(xiàn)CO2的回收利用,其工作原理如圖2所示。請(qǐng)寫出Cu電極上的電極反應(yīng):

。

圖2CO2+6e-+6H+══CH3OH+H2O123456解析

(1)若已知H2和CO的燃燒熱,根據(jù)蓋斯定律,還需要的一個(gè)只與水有關(guān)的物理量為H2O(g)H2O(l)的ΔH。123456(3)①在恒溫恒壓下進(jìn)行反應(yīng),壓強(qiáng)為常量;在恒溫恒壓下進(jìn)行反應(yīng),氣體總體積為變量,氣體總質(zhì)量始終不變,則混合氣體的密度為變量,其不變說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡;v正(CO2)=3v逆(H2),此時(shí)正逆反應(yīng)速率不相等,反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡;各物質(zhì)濃度比不再改變,說(shuō)明平衡不再移動(dòng),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);故選BD。③在恒溫恒壓下,CO2和H2按體積比1∶3在普通反應(yīng)器(A)中反應(yīng),若初始時(shí)n(CO2)=1

mol,則n(H2)=3

mol;CO2平衡轉(zhuǎn)化率為25.0%,則反應(yīng)的二氧化碳的物質(zhì)的量為0.25

mol,甲醇的選擇性為80%,則生成甲醇的物質(zhì)的量為0.25

mol×80%=0.2

mol,則:

123456

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)起始/mol

1

3

0

0轉(zhuǎn)化/mol

0.2

0.6

0.2

0.2

CO2(g)

+

H2(g) CO(g)+H2O(g)轉(zhuǎn)化/mol

0.25-0.2

=0.05

0.05

0.05

0.05123456(4)由圖2可知,銅極為陰極,二氧化碳得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲醇,電極反應(yīng)為CO2+6e-+6H+══CH3OH+H2O。1234566.(2023·山西大同二模)隨著時(shí)代的進(jìn)步,人類對(duì)能源的需求量與日俱增,我國(guó)全球首套焦?fàn)t氣化學(xué)合成法生產(chǎn)無(wú)水乙醇的工業(yè)示范項(xiàng)目打通全流程,項(xiàng)目投產(chǎn)成功。(1)3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH=

(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代數(shù)式表示)。

已知:ⅰ.2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

ΔH1ⅱ.CH3OCH3(g)+CO(g) CH3COOCH3(g)

ΔH2ⅲ.CH3COOCH3(g)+2H2(g) CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)

ΔH3ΔH1+ΔH2+ΔH3

123456在恒溫恒容密閉容器中充入3molCO(g)和7molH2(g)僅發(fā)生反應(yīng)3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g),下列敘述正確的是

(填字母)。

A.混合氣體總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)B.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),CH3CH2OH體積分?jǐn)?shù)可能為25%C.反應(yīng)達(dá)到平衡后,再充入少量CO,CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大D.反應(yīng)達(dá)到平衡后,再加入高效催化劑,乙醇產(chǎn)率保持不變AD123456(2)醋酸酯加氫制乙醇是一個(gè)乙?；a(chǎn)物制備乙醇的路線。①醋酸酯加氫的催化效能如表所示:實(shí)驗(yàn)組催化劑原料反應(yīng)條件反應(yīng)性能轉(zhuǎn)化率/%選擇性/%1Cu/SiO2醋酸甲酯1902896.199.02Cu-Cr醋酸乙酯2502.8接近完全93.83Cu/ZnO醋酸乙酯18515699.04Cu/SiO2醋酸乙酯2804.094.696.6上述實(shí)驗(yàn)中,催化效能最好的為實(shí)驗(yàn)

(填序號(hào)),與之對(duì)比,實(shí)驗(yàn)3中,醋酸酯平衡轉(zhuǎn)化率較低的主要原因可能是

(從表中所給條件的角度分析)。1壓強(qiáng)太小,不利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

123456②醋酸甲酯加氫歷程一般認(rèn)為可分為如下步驟(*代表催化劑位點(diǎn),已知:CH3CO*+H·―→CH3CHO):a.CH3COOCH3―→CH3CO·+CH3O·b.CH3CO·+*―→CH3CO*(慢)c.CH3O·+*―→CH3O*(快)d.CH3CO*+3H·―→CH3CH2OHe.CH3O*+H·―→CH3OH……其中,在b和c的步驟中,活化能較小的是

(填標(biāo)號(hào),下同),控制總反應(yīng)速率的步驟是

,分析上述步驟,副產(chǎn)物除CH3OH外,還可能有

(寫一種即可)。

cbCH3CHO123456(3)甲醇也是新能源的重要組成部分。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的反應(yīng)如下:ⅳ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH4<0ⅴ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

ΔH5>0ⅵ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

ΔH6<0在不同壓強(qiáng)下、按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3進(jìn)行投料,在容器中發(fā)生上述3個(gè)反應(yīng),平衡時(shí),CO和CH3OH在含碳產(chǎn)物(即CH3OH和CO)中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)及CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖,壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的順序?yàn)?/p>

,曲線

(填“m”或“n”)代表CH3OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),在T1

℃下,壓強(qiáng)為p3時(shí),反應(yīng)ⅴ的濃度平衡常數(shù)