1 . 甲醇作为一种重要的化工产品广泛应用于多个领域,具有广阔的市场需求和发:展前景。目前甲醇制备的“主流”合成工艺是以合成气(CO、
、
)为原料,在一定温度、压力等条件下经过特定催化剂作用而制取。合成过程中的部分反应如下:
(ⅰ)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ddaa6338650c70890396c3bdae7d2587.png)
(ⅱ)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f0e759bd201a71b9e18a0e03993bad4.png)
(1)制备过程中副反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
_______
。
(2)甲醇合成的反应机理如图所示(有催化剂M或Cu的部分,表示被M或Cu吸附的原子或原子团)。下列说法正确的是_______。
(3)通过共沉淀法制备多组添加
助剂改性的Cu-ZnO-
(CZA)基甲醇合成催化剂,利用恒压反应器实验考察不同助剂添加量对合成气制甲醇催化性能的影响。分三个阶段进行评价实验,每阶段实验中合成气组分均为(体积分数):80%
,13% CO、2%
,和5%
。阶段Ⅰ:230℃,恒温25h;阶段Ⅱ:提高反应器温度至320℃,恒温25h;阶段Ⅲ:将温度降至230℃,恒温25h。测得各实验阶段不同CZA催化剂样品情况下,折合成相同外界条件下的CO转化率平均值如下表:
从表中数据可知:
①CZA中助剂与基质质量比的最佳值是_______ 。其比值超过该值后,催化效果逐渐降低的原因是______________ 。
②各质量比一定的条件下,阶段Ⅲ中CO的转化率低于阶段1的原因是___ 。若阶段Ⅰ中合成气的总体积为V L,则质量比为0/10时,该阶段的v(CO)=_____ mL/h(结果保留两位小数)。
(4)在密闭容器中充有1mol CO与2mol
,在催化剂作用下反应生成甲醇。CO的平衡转化率(
)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。_______ 。
②若A点对应容器的体积为2L,则B点对应反应状态的平衡常数K=_______
。
(5)ZnO其中的一种晶体结构与金刚石类似。晶胞中4个Zn占据晶胞内部4个碳原子的位置。若该晶胞参数a=n pm,则该晶胞的密度为__
(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为
)。
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(ⅰ)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2fc3f93243a811b85e94e7979d54bbf2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ddaa6338650c70890396c3bdae7d2587.png)
(ⅱ)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/39803e4441a59161e35a69526c8d944c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f0e759bd201a71b9e18a0e03993bad4.png)
(1)制备过程中副反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0ffb77194e11ac90150b0f93047e4b9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)甲醇合成的反应机理如图所示(有催化剂M或Cu的部分,表示被M或Cu吸附的原子或原子团)。下列说法正确的是_______。
A.示意图完整表示了CO和![]() | B.Cu促进了原子团①到原子团②的转化 |
C.乙醇在图示的变化过程中起到了催化剂的作用 | D.1mol ![]() |
(3)通过共沉淀法制备多组添加
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17d51df16c763a44588b9cab73f9ff98.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
CZA中助剂与基质质量比 | 0/10 | 0.5/10 | 1.0/10 | 2.0/10 | 3.0/10 | |
CO转化率(%) | 阶段Ⅰ | 72.5 | 74.2 | 67.0 | 66.8 | 56.3 |
阶段Ⅱ | 19.68 | 20.26 | 19.31 | 19.16 | 16.76 | |
阶段Ⅲ | 62.5 | 64.2 | 57.5 | 51.3 | 35.1 |
①CZA中助剂与基质质量比的最佳值是
②各质量比一定的条件下,阶段Ⅲ中CO的转化率低于阶段1的原因是
(4)在密闭容器中充有1mol CO与2mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e514bc1761deff47d27c1909c1906ab4.png)
②若A点对应容器的体积为2L,则B点对应反应状态的平衡常数K=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/58f7f9619cee57a694d09e737e4575e4.png)
(5)ZnO其中的一种晶体结构与金刚石类似。晶胞中4个Zn占据晶胞内部4个碳原子的位置。若该晶胞参数a=n pm,则该晶胞的密度为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3d32e641b3e4569140100898e3cbcc6.png)
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