已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) △H =-173.6 kJ/mol
(1)图l、图2分别是CO2的平衡转化率随压强及温度的变化关系,已知m为起始时的投料比,即m=。
①图l中投料比相同,温度从高到低的顺序为________。
②图2中.m1、m2、m3投料比从大到小的顺序为________,理由是________。
(2)图3表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,不同温度下各物质的物质的量分数与温度的关系。
①曲线b代表的物质为________(填化学式)。
②图3中P点时。CO2的转化率为________。
③T4温度时,该反应的平衡常数Kp=________。(提示:用平衡分压代替平衡浓度来计算,某组分平衡分压=总压×该组分的物质的量分数,结果保留小数点后三位)
高三化学填空题困难题
已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) △H =-173.6 kJ/mol
(1)图l、图2分别是CO2的平衡转化率随压强及温度的变化关系,已知m为起始时的投料比,即m=。
①图l中投料比相同,温度从高到低的顺序为________。
②图2中.m1、m2、m3投料比从大到小的顺序为________,理由是________。
(2)图3表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,不同温度下各物质的物质的量分数与温度的关系。
①曲线b代表的物质为________(填化学式)。
②图3中P点时。CO2的转化率为________。
③T4温度时,该反应的平衡常数Kp=________。(提示:用平衡分压代替平衡浓度来计算,某组分平衡分压=总压×该组分的物质的量分数,结果保留小数点后三位)
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氢能源是公认的零碳消洁能源,用乙醇为原料可通过多种方法制氢,具有理想的应用前景。回答下列问题:
(一)乙醇催化重整制氢
原理:C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)△H1
以Ni/凹凸棒石做催化剂,在2L刚性容器中,分别以水醇比为2:1、4:1、6:1、8:1投料(乙醇的起始物质的量相同),反应相同时间测得乙醇转化率随温度变化的关系如图所示。
已知:过多的水分子会占据催化剂表面活性位,导致反应速率降低:上图中水醇比为2:1时,各点均已达到平衡状态。
(1)反应热△H1________0(填“>”或“<”)。若乙醇的起始物质的量为n0mol,则K(400℃)=______________(列出计算式)。
(2)400℃时,水醇比过高不利于乙醇转化的原因是____________________________;B、C、D三点中,一定未达到平衡状态的是______________(填标号)。
(二)乙醇氧化制氢
原理:C2H5OH(g)+O2(g)2CO2(g)+3H2(g) △H2
(3)已知H2(g)+O2(g)H2O(g) △H3,则△H2=_____(用含△H1和△H3的式子表示)。在密闭容器中通入一定量的乙醇和氧气,达到平衡状态后增大容器体积,则混合气体的平均相对分子质量将_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(三)乙醇电解法制氢
乙醇电解法不仅可以利用乙醇本身的氢,还可以从水中获得氢,且电解乙醇所需电压比电解水的理论电压要低很多。
(4)利用如图所示装过(MEA为复杂的膜电极)电解乙醇制氢,阳极的电极反式应为___________,理论上每转移lmol电子,可以产生________L氢气(标准状况下)。
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以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取乙醇的反应:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H=- QkJ/mol(Q>0),在密闭容器中,按H2与CO2的物质的量之比为3:1进行投料,在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如下图所示。
(1)表示CH3CH2OH体积分数曲线的是_______(选填序号);在一定温度下反应达到平衡的标志是______(选填编号)
a.平衡常数K不再增大
b.CO2的转化率不再增大
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变
d.反应物不再转化为生成物
(2)其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是_______(选填编号);达到平衡后,能提高H2转化率的操作是_______(选填编号)
a.降低温度 b.充入更多的H2 c.移去乙醇 d.增大容器体积
(3)图中曲线II和III的交点a对应物质的体积分数ya=_______%
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以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取乙醇的反应: 2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) -Q(Q>0)
在密闭容器中,按H2与CO2的物质的量之比为3:1进行投料,在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如下图所示。
完成下列填空:
(1)表示CH3CH2OH体积分数曲线的是_______(选填序号)
(2)在一定温度下反应达到平衡的标志是_______(选填编号)
a.平衡常数K不再增大
b.CO2的转化率不再增大
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变
d.反应物不再转化为生成物
(3)其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是_______(选填编号);达到平衡后,能提高H2转化率的操作是_______(选填编号)
a.降低温度 b.充入更多的H2
c.移去乙醇 d.增大容器体积
(4)图中曲线II和III的交点a对应的体积分数ya=_______%
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已知300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇的反应成为现实:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。在温度为T℃,容积不变的密闭容器中,将3molH2和1molCO2混合,达到平衡时乙醇气体的体积分数为a,下列有关说法正确的是
A.升高温度,该反应的平衡常数将增大
B.再向该容器中充入1molH2和1molCO2,达到平衡时,H2的转化率将高于CO2
C.加入催化剂或从平衡混合气中分离出水蒸气均可提高CO2和H2的利用率
D.T℃,在容积可变的密闭容器中将3molH2和1molCO2混合,达到平衡时乙醇的体积分
数大于a
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据报道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实.2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) 下列叙述错误的是
A.使用Cu﹣Zn﹣Fe催化剂可大大提高生产效率
B.反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应
C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
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据报道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g),下列叙述错误的是
A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B.反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应
C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
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据报道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实,其反应的化学方程式为:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) 。 下列叙述正确的是
A.当v(CO2)=2v(CH3CH2OH)时,反应一定达到平衡状态
B.当平衡向正方向移动时,平衡常数一定增大
C.增大压强,可提高CO2和H2的转化率
D.相同条件下,2 mol氢原子所具有的能量等于1 mol氢分子所具有的能量
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