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___________ 或___________ 。
当x(CH3OH)=0.10时,CO2的平衡转化率α=
更新时间:2022-09-22 09:31:41
|
相似题推荐
解答题-实验探究题
|
适中
(0.65)
【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)。
【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”)。
【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
实验编号 | 实验目的 | T/℃ | NO初始浓度mol/L | CO初始浓度mol/L | 同种催化剂的比表面积m2/g | |
Ⅰ | 为以下实验作参照 | 280 | 6.50×10-3 | 4. 00×10-3 | 80 | |
Ⅱ | ① | ② | ③ | ④ | 120 | |
Ⅲ | 探究温度对尾气转化速率的影响 | 360 | ⑤ | ⑥ | 80 |
(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
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
解题方法
【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前内的平均反应速率___________ 。
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。
根据上表所给数据,用生产甲醇的最优条件为___________ (填实验编号)。
(1)已知:
写出催化氢化合成甲醇的热化学方程式:
(2)为提高的产率,理论上应采用的条件是
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
(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前内的平均反应速率
②化学平衡常数
③下列描述中能说明上述反应已达平衡的是
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/% |
A | 543 | 纳米棒 | 12.3 | 42.3 |
B | 543 | 纳米片 | 11.9 | 72.7 |
C | 553 | 纳米棒 | 15.3 | 39.1 |
D | 553 | 纳米片 | 12.0 | 70.6 |
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
解题方法
【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,向密闭容器中充入和的混合气体(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,。)
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
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
(4)一定温度下,总压强恒定为时,向密闭容器中充入和的混合气体(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
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
【推荐1】已知某反应的平衡常数表达式为:K=其平衡常数随温度变化如下表所示:请回答下列问题:
(1)该反应的ΔH______ 0(填“>”或“<”)。
(2)若在500 ℃时进行上述反应,某时刻测得四种物质的体积分数彼此相等,则此时反应_____ 向进行中(“正”或“逆”);
(3)850 ℃时在一个固定体(反应器中,投入2 molCO和3 molH2O(g),发生上述反应,CO和H2O(g)的浓度变化如图所示,则
①4 min时H2的物质的量分数=___________ ;②K1=_____________ ;
③若4分钟时测得反应的热效应数值为a kJ,则该反应的热化学方程式为:_________ ;
④若第6分钟将容器压缩为5L,画出6~8分钟CO的浓度变化图象(注明起点坐标)______________ ;
(4)t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度随时间变化如下表。
①3~4min时,v正________ v逆(填“>”或“=”或“<”),C1 ____ 0.08 mol/L(填“>”或“=”或“<”);
②反应在4 min~5 min,平衡向逆方向移动,可能的原因是_________ (单选),反应在5 min~6 min,平衡向正方向移动,可能的原因是___________ (单选)。
A.增加水蒸气 B.降低温度 C.使用催化剂 D.增加氢气浓度
温度/℃ | 400 | 500 | 850 |
平衡常数 | 9.94 | 9 | K1 |
(1)该反应的ΔH
(2)若在500 ℃时进行上述反应,某时刻测得四种物质的体积分数彼此相等,则此时反应
(3)850 ℃时在一个固定体(反应器中,投入2 molCO和3 molH2O(g),发生上述反应,CO和H2O(g)的浓度变化如图所示,则
①4 min时H2的物质的量分数=
③若4分钟时测得反应的热效应数值为a kJ,则该反应的热化学方程式为:
④若第6分钟将容器压缩为5L,画出6~8分钟CO的浓度变化图象(注明起点坐标)
(4)t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度随时间变化如下表。
①3~4min时,v正
②反应在4 min~5 min,平衡向逆方向移动,可能的原因是
A.增加水蒸气 B.降低温度 C.使用催化剂 D.增加氢气浓度
您最近一年使用:0次
【推荐2】氨气是基础有机合成工业和化肥工业的重要原料。
(1)诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应吸附解离的机理,通过实验测得合成氨势能如图所示:
在合成氨吸附解离的过程中,下列状态最稳定的是___________ (填选项)。
A. B.NH3(g) C.NH(ad)+2H(ad) D.N(ad)+3H(ad)
其中,NH3(ad) NH3(g) ∆H=___________ kJ·mol-1,若要使该平衡正向移动,可采取的措施是___________ (填选项)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
(2)在上述实验条件下,向一密闭容器中通入 1molN2和 3molH2充分反应,达到平衡时放出 46kJ 热量,计算该条件下 H2的转化率___________ 。
(3)在 t ℃、压强为 3.6 MPa 条件下,向一恒压密闭容器中通入氢氮比[c(H2):c(N2)] 为 3 的混合气体,体系中气体的含量与时间变化关系如图所示:
反应 20 min 达到平衡,试求 0~20 min 内氨气的平均反应速率 v(NH3)=___________ MPa·min-1。若起始条件一样,在恒容容器中发生反应,则达到平衡时 H2的含量符合上图中 ___________ 点(填“d”、“e”、“f”或“g”)。
(4)在合成氨工艺中,未反应的气体(含不参与反应的惰性气体)可多次循环使用。当氢氮比[c(H2):c(N2)]为 3 时,平衡时氨气的含量关系式为:ω (NH3)=0.325·KP·P·(1-i ) 2,(KP:平衡常数;P:平衡体系压强;i:惰性气体体积分数)。当温度为 500℃,不含惰性气体时,平衡体系压强为 2.4MPa,氨气的含量为 ω ,若此时增大压强,Kp___________ 将(填“变大”、“变小”或“不变”)。若温度不变,体系中有 20%的惰性气体,欲使平衡时氨气的含量仍为 ω ,应将压强调整至___________ MPa。
(1)诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应吸附解离的机理,通过实验测得合成氨势能如图所示:
在合成氨吸附解离的过程中,下列状态最稳定的是
A. B.NH3(g) C.NH(ad)+2H(ad) D.N(ad)+3H(ad)
其中,NH3(ad) NH3(g) ∆H=
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
(2)在上述实验条件下,向一密闭容器中通入 1molN2和 3molH2充分反应,达到平衡时放出 46kJ 热量,计算该条件下 H2的转化率
(3)在 t ℃、压强为 3.6 MPa 条件下,向一恒压密闭容器中通入氢氮比[c(H2):c(N2)] 为 3 的混合气体,体系中气体的含量与时间变化关系如图所示:
反应 20 min 达到平衡,试求 0~20 min 内氨气的平均反应速率 v(NH3)=
(4)在合成氨工艺中,未反应的气体(含不参与反应的惰性气体)可多次循环使用。当氢氮比[c(H2):c(N2)]为 3 时,平衡时氨气的含量关系式为:ω (NH3)=0.325·KP·P·(1-i ) 2,(KP:平衡常数;P:平衡体系压强;i:惰性气体体积分数)。当温度为 500℃,不含惰性气体时,平衡体系压强为 2.4MPa,氨气的含量为 ω ,若此时增大压强,Kp
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
【推荐3】二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:
该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
②
总反应的_______ ;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______ (填标号),判断的理由是_______ 。_______ ;
②图中对应等压过程的曲线是_______ ,判断的理由是_______ ;
③当时,的平衡转化率____ ,反应条件可能为___ 或___ 。
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:
该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
②
总反应的
A. B. C. D.
(2)合成总反应在起始物时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为,在℃下的、在下的如图所示。①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数,表达式②图中对应等压过程的曲线是
③当时,的平衡转化率
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
【推荐1】氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,以下反应是目前大规模制取氢气的重要方法之一:
(1)为提高该反应中的平衡转化率,理论上可以采取的措施为___________ 。
a.增大压强 b.升高温度 c.通入过量水蒸气
(2)时,该反应的平衡常数。该温度下,在容积为的密闭容器中进行反应,测得某一时刻反应混合物中、、、的物质的量分别为、、、。
①该时刻反应的浓度商___________ (填计算结果)。
②该时刻反应___________ (填“正向进行”或“逆向进行”或“已达平衡”)。
(3)时,该反应的平衡常数,该温度下,在容积为的密闭容器中投入与。反应达平衡时的转化率为___________ 。
(4)下图表示不同温度下,平衡转化率随的变化趋势。、和的三个温度中最大的是___________ (填“”或“”或“”),原因是___________ 。
已知:,
(5)实验发现,其它条件不变,一定反应时间内,向反应体系中投入一定量的可以增大的物质的量分数,实验结果如图所示。相比使用微米,使用纳米时的物质的量分数更大的可能原因是___________ 。
(1)为提高该反应中的平衡转化率,理论上可以采取的措施为
a.增大压强 b.升高温度 c.通入过量水蒸气
(2)时,该反应的平衡常数。该温度下,在容积为的密闭容器中进行反应,测得某一时刻反应混合物中、、、的物质的量分别为、、、。
①该时刻反应的浓度商
②该时刻反应
(3)时,该反应的平衡常数,该温度下,在容积为的密闭容器中投入与。反应达平衡时的转化率为
(4)下图表示不同温度下,平衡转化率随的变化趋势。、和的三个温度中最大的是
已知:,
(5)实验发现,其它条件不变,一定反应时间内,向反应体系中投入一定量的可以增大的物质的量分数,实验结果如图所示。相比使用微米,使用纳米时的物质的量分数更大的可能原因是
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
【推荐2】碳中和是目前全球关注的热点。将加氢转化为甲醇是一种有效利用的方式之一,回答下列问题:
(1)已知:
反应的_______ 。
(2)实验室在1L密闭容器中进行模拟合成实验。将和通入容器中,在催化剂的作用下,恒温500℃反应,每隔一定时间测得容器中甲醇和水蒸气的浓度如下:(表中数据单位:mol/L)
反应Ⅰ:(主反应)
反应Ⅱ:
①反应开始10min内,的平均反应速率为_______ 。
②该温度下,反应的平衡常数_______
③500℃时,将容器的容积压缩到原来的一半,在其他条件不变的情况下,平衡体系中变化正确的是_______ (填标号)。
A.减小
B.反应Ⅰ正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.的物质的量增加
D.重新平衡时,比值增大
(3)在上述模拟合成实验中,测得不同温度下的平衡转化率如下表所示:
平衡转化率先减小后增大的原因是_______ 。
(1)已知:
反应的
(2)实验室在1L密闭容器中进行模拟合成实验。将和通入容器中,在催化剂的作用下,恒温500℃反应,每隔一定时间测得容器中甲醇和水蒸气的浓度如下:(表中数据单位:mol/L)
物质/时间 | 10min | 20min | 30min | 40min | 50min | 60min |
0.40 | 0.55 | 0.65 | 0.73 | 0.80 | 0.80 | |
0.45 | 0.63 | 0.78 | 0.86 | 0.90 | 0.90 |
反应Ⅰ:(主反应)
反应Ⅱ:
①反应开始10min内,的平均反应速率为
②该温度下,反应的平衡常数
③500℃时,将容器的容积压缩到原来的一半,在其他条件不变的情况下,平衡体系中变化正确的是
A.减小
B.反应Ⅰ正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.的物质的量增加
D.重新平衡时,比值增大
(3)在上述模拟合成实验中,测得不同温度下的平衡转化率如下表所示:
T/℃ | 300 | 500 | 700 |
平衡转化率/% | 93 | 90 | 92 |
平衡转化率先减小后增大的原因是
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】按要求填空:
(1)同温同压下,,在光照和点燃条件下的(化学计量数相同)分别为、,___________ (填“>”、“<”或“=”)。
(2)已知 ,则稳定性:白磷___________ 红磷(填“>”、“<”或“=”)。
(3)是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成和液态。已知室温下1 g 自燃放出热量a kJ。自燃的热化学方程式为___________ 。
(4)将C、Al和按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作导弹表面的耐高温材料: 。则反应过程中,每转移1 mol 放出的热量为___________ kJ。
(5)在密闭容器中,一定量混合气体发生下列反应:,达一平衡后,测得M气体的浓度为0.5 mol/L。当在恒温下,将密闭容器的体积扩大1倍,再达平衡时,测得M气体的浓度为0.3 mol/L。则平衡___________ (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”),___________ c(填“>”、“<”或“=”)。
(1)同温同压下,,在光照和点燃条件下的(化学计量数相同)分别为、,
(2)已知 ,则稳定性:白磷
(3)是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成和液态。已知室温下1 g 自燃放出热量a kJ。自燃的热化学方程式为
(4)将C、Al和按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作导弹表面的耐高温材料: 。则反应过程中,每转移1 mol 放出的热量为
(5)在密闭容器中,一定量混合气体发生下列反应:,达一平衡后,测得M气体的浓度为0.5 mol/L。当在恒温下,将密闭容器的体积扩大1倍,再达平衡时,测得M气体的浓度为0.3 mol/L。则平衡
您最近一年使用:0次