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化学
题目

研究减少rm CO_2排放是一项重要课题。rm CO_2经催化加氢可以生成多种低碳有机物,如反应类型①:Ⅰ. rm CO_2(g)+3H_2(g)leftharpoons CH_3OH(g)+H_2O(g) ΔH_1=-49.5kJ·mol −1Ⅱ.rm CO_2(g)+H_2(g)leftharpoons CO(g)+H_2O(g) ΔH_2=+40.9kJ·mol−1Ⅲ.rm CO_2(g)+2H_2(g)leftharpoons CH_3OH(g) ΔH_3回答下列问题:(1)反应III的∆H_3为_____。(2)在绝热恒容的密闭容器中,将rm CO_2和rm H_2按物质的量之比1∶3投料发生反应I,下列不能说明反应已达平衡的是_____(填序号)。A.体系的温度保持不变B.rm CO_2和rm H_2的转化率相等C.单位时间内体系中减少3mol rm H_2的同时有1mol rm H_2O增加D.合成rm CH_3OH的反应限度达到最大(3)如图为一定比例的rm CO_2+rm H_2、rm CO+rm H_2、rm CO/rm CO_2+rm H_2条件下甲醇生成速率与温度的关系。490K时,根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是________。(填“A”或“B”)12 C -H-|||-b-|||-6-|||-CO2+H2 +(H)_(2)-|||-2-|||-460480 500 520 580A.rm CO12 C -H-|||-b-|||-6-|||-CO2+H2 +(H)_(2)-|||-2-|||-460480 500 520 580rm CO_212 C -H-|||-b-|||-6-|||-CO2+H2 +(H)_(2)-|||-2-|||-460480 500 520 580rm CH_3OH+rm H_2OB.rm CO_212 C -H-|||-b-|||-6-|||-CO2+H2 +(H)_(2)-|||-2-|||-460480 500 520 580rm CO12 C -H-|||-b-|||-6-|||-CO2+H2 +(H)_(2)-|||-2-|||-460480 500 520 580rm CH_3OH反应类型②:Ⅰ.rm 2CO_2(g)+2H_2O(l)leftharpoons CH_2=CH_2(g)+3O_2(g) Ⅱ.rm CH_2=CH_2(g)+H_2O(l)leftharpoons C_2H_5OH(l) Ⅲ.rm 2CO_2(g)+6H_2(g)leftharpoons CH_2=CH_2(g)+4H_2O(g) (4)rm CO_2和水反应乙烯的反应中,当反应达到平衡时,若减小压强,则rm CO_2的转化率______(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)反应Ⅲ,在某铁系催化剂催化下,温度、氢碳比[rm (n(H_2))over(n(CO_2)) =x]对rm CO_2平衡转化率的影响以及温度对催化效率影响如图所示。12 C -H-|||-b-|||-6-|||-CO2+H2 +(H)_(2)-|||-2-|||-460480 500 520 580①下列有关说法正确的是_____(填字母)。A.反应Ⅲ是一个放热反应B.增大氢碳比,可以提高rm H_2的平衡转化率C.温度低于300℃时,随温度升高乙烯的平衡产率增大D.平衡常数:K(N)②在总压为2.1MPa的恒压条件下,M点时,rm CO_2的平衡转化率为12 C -H-|||-b-|||-6-|||-CO2+H2 +(H)_(2)-|||-2-|||-460480 500 520 580,则该条件下用平衡体系中各气体分压表示的平衡常数(K_P)的计算式(只需列式)为K_P=______(各气体分压=平衡体系中各气体的体积分数×总压)。(6)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应,生成rm C_3H_6、C_3H_8、C_4H_8等低碳烃。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和乙烯的选择性,应当_____。

研究减少$$\rm CO_2$$排放是一项重要课题。$$\rm CO_2$$经催化加氢可以生成多种低碳有机物,如反应类型①:

Ⅰ. $$\rm CO_2(g)+3H_2(g)\rightleftharpoons CH_3OH(g)+H_2O(g)$$  Δ$$H_1$$=-49.5kJ·mol −1

Ⅱ.$$\rm CO_2(g)+H_2(g)\rightleftharpoons CO(g)+H_2O(g)$$  Δ$$H_2$$=+40.9kJ·mol−1

Ⅲ.$$\rm CO_2(g)+2H_2(g)\rightleftharpoons CH_3OH(g)$$ Δ$$H_3$$

回答下列问题:

(1)反应III的∆$$H_3$$为_____。

(2)在绝热恒容的密闭容器中,将$$\rm CO_2$$和$$\rm H_2$$按物质的量之比1∶3投料发生反应I,下列不能说明反应已达平衡的是_____(填序号)。

A.体系的温度保持不变

B.$$\rm CO_2$$和$$\rm H_2$$的转化率相等

C.单位时间内体系中减少3mol $$\rm H_2$$的同时有1mol $$\rm H_2O$$增加

D.合成$$\rm CH_3OH$$的反应限度达到最大

(3)如图为一定比例的$$\rm CO_2$$+$$\rm H_2$$、$$\rm CO$$+$$\rm H_2$$、$$\rm CO$$/$$\rm CO_2$$+$$\rm H_2$$条件下甲醇生成速率与温度的关系。490K时,根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是________。(填“A”或“B”)

A.$$\rm CO$$$$\rm CO_2$$$$\rm CH_3OH$$+$$\rm H_2O$$

B.$$\rm CO_2$$$$\rm CO$$$$\rm CH_3OH$$

反应类型②:

Ⅰ.$$\rm 2CO_2(g)+2H_2O(l)\rightleftharpoons CH_2=CH_2(g)+3O_2(g)$$

Ⅱ.$$\rm CH_2=CH_2(g)+H_2O(l)\rightleftharpoons C_2H_5OH(l)$$

Ⅲ.$$\rm 2CO_2(g)+6H_2(g)\rightleftharpoons CH_2=CH_2(g)+4H_2O(g)$$

(4)$$\rm CO_2$$和水反应乙烯的反应中,当反应达到平衡时,若减小压强,则$$\rm CO_2$$的转化率______(填“增大”“减小”或“不变”)。

(5)反应Ⅲ,在某铁系催化剂催化下,温度、氢碳比[$$\rm {n(H_2)}\over{n(CO_2)} $$=x]对$$\rm CO_2$$平衡转化率的影响以及温度对催化效率影响如图所示。

①下列有关说法正确的是_____(填字母)。

A.反应Ⅲ是一个放热反应

B.增大氢碳比,可以提高$$\rm H_2$$的平衡转化率

C.温度低于300℃时,随温度升高乙烯的平衡产率增大

D.平衡常数:K(N)

②在总压为2.1MPa的恒压条件下,M点时,$$\rm CO_2$$的平衡转化率为,则该条件下用平衡体系中各气体分压表示的平衡常数($$K_P$$)的计算式(只需列式)为$$K_P$$=______(各气体分压=平衡体系中各气体的体积分数×总压)。

(6)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应,生成$$\rm C_3H_6、C_3H_8、C_4H_8$$等低碳烃。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和乙烯的选择性,应当_____。

题目解答

答案

(1)-90.4kJ·mol−1

(2)BC

(3)A

(4)增大

(5)$$\circled 1$$AD    

$$\circled 2$$MPa−3

(6)选择合适的催化剂

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