20.(12分)研究C02的综合利用、实现C02资源化,是能源领域的重要发展方向。
(1)CH4-C02催化重整反应为CH4(g十CO2(g)二2C0(g)+2H(g).
可燃物
CH
co
H2
△H/kJmol-)
890.3
-283.0
-285.8
已知25摄氏度,101kPa时,CH、CO和H2的燃烧热如上表:该反应的△=
kJ.mol-1
(2)CO2与H2在催化作用下生成可再生资源甲醇,相关反应
30
20
·-C0,转化率士CO产率
如下:
◆一CH,OH产率
15
反应I:
CO2(g+3H2(g)=CH3OH(g+H2O(g))△H1<0
°25
反应Ⅱ:
CO2(g)+H(g)=C0(g)+H2O(g)△H
10
CO2和H2合成甲醇时温度对单位时间内CO2转化率及甲醇
和CO产率的影响如图1所示。则由图1可知提高CH3OH
产率最适宜的温度是
;温度升高CH3OH产率
230240250260270280
先升高后降低,降低的可能原因是
温度/℃
图1
(3)在恒温恒容的密闭容器中,充入0.5molC02(g)和
1.0molH2(g),容器内起始的压强为pkPa,达到平衡时,测定容器内生成了0.3 nolH2O(g),
且CO2生成C0的选择性为1/6(反应物的选择性=转化为指定产物消耗的反应物、
消耗的反应物的总量
①下列相关说法正确的是
(填字母)。
A.从反应体系中分离出甲醇,有利于提高反应物的转化率
B.向容器按原比例再充入反应物,达到新平衡时各组分的体积分数不变
C.当v生成(CH3OH)与'生成(CO2),说明反应达到了平衡状态
②该温度下,甲醇浓度c(CH;OH)=
③该温度下,反应Ⅱ平衡常数华
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21.(12分)环氧乙烷(H,。
,简称EO)是在有机合成中常用的试剂。E0常温下易
燃易爆,其爆炸极限为3~100%。近年来,常用以乙烯、氧气、氮气混合气投料的乙烯
氧化法制备EO。部分涉及反应为:
主反应:C2L4(g)+1/202(g)=E0(g))△H=-107 kJmol-1
副反应:C2L4(g+3O2(g=2CO2(g)+2H2O(g)△H=-1323kJ·mol1
(1)已知HO(①)=HO(g)△H=+44kJo1,则E0的燃烧热△H为
(2)在温度为T,压强为P的环境下,欲提高乙烯的平衡转化率,需
体系中氮
气分压(填“增大”或“减小”)。但在实际生产中并非如此,其可能原因是
(3)向温度为T,刚性容器中加入投料比为2:3:3的乙烯、氧气、氮气。已知平衡后:
n(C02)
n二碳化合物)2’
nN)2其中二碳化合物为分子中含两个碳原子的化合物.忽略其
1n(02)_1
他反应,乙烯的平衡转化率为
副反应的平衡常数K,为
(列出计算式即可)
(4)以Ag为催化剂的反应机理如下:
反应I:Ag(S)+O2(g)=Ag*O2(s)慢
反应Ⅱ:C2H4(g)十Ag*O2(s)一→EO(g十AgO(s)快
反应Ⅲ:C2H4(g十6Ag*O-(s)→2COz(g)+6Ag(s)+2HO(g)快
下列操作一定能够提高主反应反应速率的措施有
(填标号).
A.降低温度B.通入氦气C.增大CO2浓度D.增大O,浓度
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