甲醇是一种理想的储氢载体，我国科学家研发的全球首套太阳能燃料合成项目被称为“液态阳光”计划，可利用太阳能电解水产生H，再将CO2与H2转化为甲醇，以实现碳中和。在2L恒容密闭容器中充入2molCO2和nmolH2 ，在一定条件下发生反应：CO2的转化率与温度、投料比的关系如下图所示。

1. 甲醇是一种理想的储氢载体，我国科学家研发的全球首套太阳能燃料合成项目被称为“液态阳光”计划，可利用太阳能电解水产生H，再将CO₂与H₂转化为甲醇，以实现碳中和。在2L恒容密闭容器中充入2molCO₂和nmolH₂ ，在一定条件下发生反应：

$\text{[math]}$

CO₂的转化率与温度、投料比 $\text{[math]}$ 的关系如下图所示。

(1) 若从反应开始到A点需要10s，则 $\text{[math]}$ mol·L^-1·s^-1。

(2) 根据图象判断 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （填“>”、“<”或“=”，下同），该反应的焓变△H0，平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(3) 若在500K时，按 $\text{[math]}$ 投料，在恒压下进行，达到平衡状态，此时CO₂的转化率（填“>”、“<”或“=”）75%。

(4) 该反应的平衡常数表达式为。

若 $\text{[math]}$ ，保持CO₂投料为2mol不变，则B点的 $\text{[math]}$ （填数值）。

【考点】

化学平衡常数; 化学平衡的影响因素; 化学平衡转化过程中的变化曲线; 化学平衡的计算;

【答案】

您现在未登录，无法查看试题答案与解析。登录

综合题困难

1. 习近平总书记在党的二十大报告中指出“实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”。其中研发CO₂的转化技术是行之有效的手段。

已知，CO₂生产甲醇过程主要发生以下反应：

反应I．CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) ∆H₁=-48.97kJ/mol

反应II．CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) ∆H₂=41.17kJ.mol

反应III．CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) ∆H₃=-90.14kJ/mol

(1) 反应Ⅲ正反应活化能E_a(E)与逆反应活化能Ea₍_逆₎大小关系为：E_a(E)E_a(_逆₎(填“>”、“<”或“=”)。

(2) 在CO₂加氢合成甲醇的体系中，下列说法错误的是___________。 A. 若在绝热恒容容器，反应Ⅰ的平衡常数K保持不变，说明反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都已达平衡 B. 若气体的平均相对分子质量不变，说明反应I、II、III都已达平衡 C. 体系达平衡后，若压缩体积，反应I平衡正向移动，反应Ⅱ平衡不移动 D. 选用合适的催化剂可以提高甲醇在单位时间内的产量

(3) 已知：CH₃OH的选择性== $\text{[math]}$ 不考虑催化剂活性温度，为同时提高CO₂的平衡转化率和甲醇的选择性，应选择的反应条件是___________。 A. 高温高压 B. 高温低压 C. 低温低压 D. 低温高压

综合题普通

2. 利用 $\text{[math]}$ 催化加氢合成甲醚，主要发生的反应如下：

反应Ⅰ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应Ⅱ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

在恒压、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的起始量一定的条件下， $\text{[math]}$ 平衡转化率和平衡时 $\text{[math]}$ 的选择性随温度的变化如图。已知： $\text{[math]}$ 的选择性 $\text{[math]}$ 。

(1) $\text{[math]}$ 时，在催化剂作用下 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应一段时间后，测得 $\text{[math]}$ 的选择性为 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 点)。若不改变反应温度，一定能提高 $\text{[math]}$ 选择性的措施有。

(2) $\text{[math]}$ 时，通入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 各 $\text{[math]}$ ，若只考虑反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时 $\text{[math]}$ 的选择性、 $\text{[math]}$ 的平衡转化率均为 $\text{[math]}$ ，平衡时生成 $\text{[math]}$ 的物质的量为 $\text{[math]}$ 。

(3) 温度高于 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 平衡转化率随温度升高而增加的原因是。

(4) 以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池负极的电极反应为。

综合题普通

3. 回答下列问题。

Ⅰ. $\text{[math]}$ 有毒，可用热分解法脱除。

在 $\text{[math]}$ 恒容密闭容器中发生反应 $\text{[math]}$ (正反应为吸热反应)。

Ⅱ.使用 $\text{[math]}$ 吸收液可以吸收 $\text{[math]}$ ， aq表示水溶液状态，g表示气态，作用原理如下：

① $\text{[math]}$ ② $\text{[math]}$ ③ $\text{[math]}$

一定条件下测得：脱硫率与浓度的关系；浓度与溶液起始pH的关系分别如图所示。

Ⅲ.电化学法脱硫如图(质子指 $\text{[math]}$ )

(1) 985℃时，若加入 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，初始压强为 $\text{[math]}$ ，经过10s达到平衡， $\text{[math]}$ 的转化率为50%。

此时 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，平衡时的压强 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) 升高温度，容器内压强显著增大，可能的原因：①，②。

(3) 当 $\text{[math]}$ 的浓度大于 $\text{[math]}$ 时，脱硫率的变化趋势为。根据图像，从离子浓度和化学平衡角度分析原因：。

(4) 吸收液过滤出S后，可通入 $\text{[math]}$ 再生恢复为 $\text{[math]}$ 溶液，写出该反应的离子方程式，被氧化的元素为。

(5) 脱硫时，电子从经流向(选填：电极A、电极B、质子固体电解质膜、负载)

(6) A极发生的电极反应式为。

综合题普通