綜合利用CO2對完成“碳中和”的目標有重要意義。
（1）合成乙醇：2CO2（g）+6H2（g）?C2H5OH（g）+3H2O（g）ΔH=akJ?mol-1。一定溫度下，向容積均為2L的恒容密閉容器中分別通入1.0molCO2（g）和3.0molH2（g），在催化劑X、Y的催化下發(fā)生反應。測得5min時，CO2轉化率與溫度的變化關系如圖甲所示。
①T1K時，a點對應容器在0～5min內(nèi)的平均反應速率v（H2）=0.12mol?L-1?min-10.12mol?L-1?min-1；b、c點對應狀態(tài)下反應物的有效碰撞幾率b ＞＞c（填“＞”“＜”或“=”），原因為 b點比c點對應狀態(tài)下反應物濃度大，體系溫度高b點比c點對應狀態(tài)下反應物濃度大，體系溫度高。
②T2K時，保持溫度不變向容器中再充入0.2molCO2、0.6molC2H5OH（g），平衡將 向逆反應方向向逆反應方向移動（填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”）。
③該反應適宜選用的催化劑為 XX（填“X”或“Y”），高于T3K時，d點以后兩條線重合的原因是 溫度過高，催化劑X和Y均失去活性溫度過高，催化劑X和Y均失去活性。
（2）合成二甲醚：
反應Ⅰ：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH=+41.2kJ?mol-1
反應Ⅱ：2CO2（g）+6H2（g）?CH3OCH3（g）+3H2O（g）ΔH=-122.5kJ?mol-1
在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下，CO2平衡轉化率和平衡時CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖乙所示。其中：CH3OCH3的選擇性=2×CH3OCH3的物質(zhì)的量反應的CO2的物質(zhì)的量×100%。
①溫度高于300℃，CO2平衡轉化率隨溫度升高而上升的原因是 反應Ⅰ的△H＞0，反應Ⅱ的△H＜0，溫度升高使CO2轉化為CO的平衡轉化率上升，使CO2轉化為CH3OCH3的平衡轉化率下降，且上升幅度超過下降幅度反應Ⅰ的△H＞0，反應Ⅱ的△H＜0，溫度升高使CO2轉化為CO的平衡轉化率上升，使CO2轉化為CH3OCH3的平衡轉化率下降，且上升幅度超過下降幅度。
②220℃時，起始投入3molCO2、6molH2，在催化劑作用下CO2與H2反應一段時間后，測得CO2平衡轉化率為40%，CH3OCH3的選擇性為50%（圖中A點），達到平衡時反應Ⅱ理論上消耗H2的物質(zhì)的量為 1.81.8mol。不改變反應時間和溫度，一定能提高CH3OCH3選擇性的措施有 增大壓強，使用對反應Ⅱ催化活性更高的催化劑增大壓強，使用對反應Ⅱ催化活性更高的催化劑。
③合成二甲醚時較適宜的溫度為260℃，其原因是 溫度過低，反應速率太慢，溫度過高CO選擇性過大，二甲醚的選擇性減小溫度過低，反應速率太慢，溫度過高CO選擇性過大，二甲醚的選擇性減小。
2
×
C
H
3
OC
H
3
的物質(zhì)的量
反應的
C
O
2
的物質(zhì)的量
【答案】0.12mol?L-1?min-1；＞；b點比c點對應狀態(tài)下反應物濃度大，體系溫度高；向逆反應方向；X；溫度過高，催化劑X和Y均失去活性；反應Ⅰ的△H＞0，反應Ⅱ的△H＜0，溫度升高使CO2轉化為CO的平衡轉化率上升，使CO2轉化為CH3OCH3的平衡轉化率下降，且上升幅度超過下降幅度；1.8；增大壓強，使用對反應Ⅱ催化活性更高的催化劑；溫度過低，反應速率太慢，溫度過高CO選擇性過大，二甲醚的選擇性減小
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：99引用：1難度：0.5
相似題
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1．氫氣最早于16世紀被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達到平衡時，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對數(shù)值lgp與溫度的關系如圖所示。
①T℃時，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進行計算）Pa2。
②若只改變一個反應條件使Kp變大，則該條件是（填標號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為，一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：67引用：6難度：0.6 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時A的濃度c（A）=mol/L，反應開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3