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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:36 题号:16884687
二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。已知二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),请回答下列问题:合成总反应在起始物=3时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH),在t=250 ℃下的x(CH3OH)~p、在p=5×105 Pa下的x(CH3OH)~t如图所示。

当x(CH3OH)=0.10时,CO2的平衡转化率α=___________,反应条件可能为______________________

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【推荐1】根据我国目前汽车业发展速度,预计2020年汽车保有量超过2亿辆,中国已成为全球最大的汽车市场。因此,如何有效处理汽车排放的尾气,是需要进行研究的一项重要课题。目前,汽车厂商常利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO2和N2,化学方程式如下:2NO+2CO2CO2+N2。为研究如何提高该转化过程反应速率,某课题组进行了以下实验探究。
【资料查阅】①不同的催化剂对同一反应的催化效率不同;
②使用相同的催化剂,当催化剂质量相等时,催化剂的比表面积对催化效率有影响。
【实验设计】课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律,设计了以下对比实验。
(1)完成以下实验设计表____________(表中不要留空格)。
实验编号实验目的T/℃NO初始浓度mol/LCO初始浓度mol/L同种催化剂的比表面积m2/g
为以下实验作参照2806.50×10-34. 00×10-380
120
探究温度对尾气转化速率的影响36080
【图象分析与结论】利用气体传感器测定了三组实验中CO浓度随时间变化的曲线图,如下:
   
(2)计算第Ⅰ组实验中,达平衡时NO的浓度为______
(3)由曲线Ⅰ、Ⅱ可知,增大催化剂比表面积,汽车尾气转化速率_____________(填“增大”、“减小”、“无影响”)。
2016-12-09更新 | 568次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】近年来我国大力加强温室气体催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展。回答下列问题:
(1)已知:      
      
写出催化氢化合成甲醇的热化学方程式:___________;并用表示此反应的化学平衡常数___________
(2)为提高的产率,理论上应采用的条件是___________(填字母)。
a.高温、高压       b.低温、低压       c.高温、低压       d.低温、高压
(3)在250℃时,在某恒容密闭容器中进行由催化氢化合成的反应,如图为不同投料比[]时某反应物X的平衡转化率的变化曲线。则反应物X是___________(填“”或“”)。
   
(4)在250℃时,在的恒容密闭容器中加入及催化剂,时反应达到平衡,测得
①前的平均反应速率___________
②化学平衡常数___________(用分数表示)。
③下列描述中能说明上述反应已达平衡的是___________(填字母)。
a.       
b.单位时间内生成的同时生成
c.       
d.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
④催化剂和反应条件与反应物的转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间,得到如下表四组实验数据。
实验编号温度/K催化剂的转化率/%甲醇的选择性/%
A543纳米棒12.342.3
B543纳米片11.972.7
C553纳米棒15.339.1
D553纳米片12.070.6
根据上表所给数据,用生产甲醇的最优条件为___________(填实验编号)。
2023-10-13更新 | 74次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐3】工业上利用天然气制备,还可得到等化工产品。一定条件下,有关反应如下:
反应1:   
反应2:   
回答下列问题:
(1)相同条件下,反应   _______
(2)实验测得反应1的速率方程:(分别为正、逆反应速率常数)。
①结合速率的影响因素,推测速率常数k的影响因素有_______ (填标号)。
A.温度       B.浓度       C.催化剂       D.固体表面性质
②T℃下反应达到平衡时,该温度下平衡常数_______
(3)向恒温恒容密闭容器中充入适量,同时发生上述反应1和反应2,在不同催化剂作用下,测得单位时间内的产率与温度的关系如图所示。在其他条件相同时,催化效率较高的是_______(填“”或“”)。在作用下,温度高于500℃时,的产率降低的可能原因是_______

(4)一定温度下,总压强恒定为时,向密闭容器中充入的混合气体(不参与反应),同时发生反应1和反应2,测得的平衡转化率与通入气体中的物质的量分数的关系如下图所示。

①随着通入气体中的物质的量分数增大,的平衡转化率降低的主要原因是_______
②已知M点对应的乙炔的选择性为75%(乙炔的选择性)。该温度下,反应2的平衡常数_______(结果保留2位有效数字)。(提示:用平衡时气体分压计算的平衡常数为。)
2023-02-08更新 | 183次组卷
共计 平均难度:一般