[题目]近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究.实现可持续发展. (1)已知:CO2(g)+H2(g) H2O ΔH1 = + 41.1 kJmol-1 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH2=-90.0 kJmol-1写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式: .(2)为提高CH3OH产率.理论上应采用的条� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

【题目】近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。

(1)已知：CO2(g)+H2(g) H2O(g) +CO(g) ΔH1 = + 41.1 kJmol-1

CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH2=－90.0 kJmol-1

写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式：___________________________________________。

(2)为提高CH3OH产率，理论上应采用的条件是_______（填字母）。

a．高温高压 b．低温低压 c．高温低压 d．低温高压

(3)250℃、在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g)，下图为不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时某反应物X平衡转化率变化曲线。

反应物X是_______（填“CO2”或“H2”）。

(4)250℃、在体积为2.0L的恒容密闭容器中加入6mol H2、2mol CO2和催化剂，10min时反应达到平衡，测得c(CH3OH) = 0.75 mol· L－1。

①化学平衡常数K = _______。

②催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，四组实验数据如下：

实验编号	温度（K）	催化剂	CO2转化率（%）	甲醇选择性（%）
A	543	Cu/ZnO纳米棒	12.3	42.3
B	543	Cu/ZnO纳米片	11.9	72.7
C	553	Cu/ZnO纳米棒	15.3	39.1
D	553	Cu/ZnO纳米片	12.0	70.6

根据上表所给数据，用CO2生产甲醇的最优选项为_______（填字母）。

【答案】3H2 (g)+CO2 (g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=－48.9 kJ/mol d CO2 5.33 B

【解析】

（1）根据已知热化学方程式，利用盖斯定律进行分析，将①+②可得CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式，并据此计算焓变；
（2）有利于提高CH3OH平衡转化率，需要使平衡向着正向移动，结合平衡移动原理分析；
（3）根据同一反应，增加其中一种反应物的浓度，能提高另一种反应物的转化率，结合图示横坐标表示[n(H2)/n(CO2)]，进行分析解答；

（4）①利用三段式计算平衡时各组分的物质的量浓度，再根据化学平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，计算平衡常数；
②分别对比AB、CD实验，Cu/ZnO纳米片催化剂使反应速率增加，甲醇选择性高，对比BD实验，温度升高，CO2转化率升高，而甲醇的选择性却降低，据此分析。

（1）已知：①CO2(g)+H2(g) H2O(g) +CO(g) ΔH1 = + 41.1 kJmol-1；

②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH2=－90.0 kJmol-1；

利用盖斯定律可知，将①+②可得：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)则△H=(+41.1kJ/mol)+(90kJ/mol)=48.9kJ/mol；

故答案为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=48.9kJ/mol；

（2）CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=48.9kJ/mol；该反应是反应前后气体体积减小的反应，加压平衡正向移动，正反应为放热反应，降温平衡正向移动，则为提高CH3OH平衡转化率，即平衡需正向移动，采用的条件为低温高压；

故答案为：d；

（3）同一反应，增加其中一种反应物的浓度，能提高另一种反应物的转化率，而本身转化率降低，图示随着横坐标增大[n(H2)/n(CO2)]，相当于C(CO2)不变时，增大C(H2)，平衡正向移动，使二氧化碳的转化率增大，而氢气的转化率降低，所以X为CO2；

故答案为：CO2；

（4）①根据已知信息，可列出三段式：

化学平衡常数；

故答案为：5.33；

②分别对比AB、CD实验，在同样温度下，Cu/ZnO纳米片催化剂使反应速率增加，甲醇选择性高，所以选择BD进行比较，同样催化剂条件下，温度升高，CO2转化率升高，而甲醇的选择性却降低，所以用CO2生产甲醇的最优选项为B；

故答案为：B。

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：

【题目】已知电导率越大导电能力越强。常温下用0.100 mol·L-1NaOH溶液分别滴定10.00mL浓度均为0.100 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液，测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。下列说法正确的是

A. 曲线①代表滴定盐酸的曲线

B. 滴定醋酸的过程应该选择甲基橙作为指示剂

C. a、b、c三点溶液中水的电离程度：c>a>b

D. b点溶液中：c(OH-)>c(H+)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

【题目】将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计，使其达到分解平衡：。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度
平衡气体总浓度

下列有关叙述正确的是

A.该可逆反应达到平衡的标志之一是混合气体平均相对分子质量不变

B.因该反应、，所以在低温下自发进行

C.达到平衡后，若在恒温下压缩容器体积，体系中气体的浓度增大

D.根据表中数据，计算时的分解平衡常数约为

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

【题目】回答问题：

Ⅰ.常温下，CaS的Ksp=10－8，饱和溶液中存在平衡： CaS(s)Ca2＋(aq)＋S2－(aq)

（1）①该温度下，将10-4mol/L氯化钙溶液与2×10-4mol/L硫化钠溶液等体积混合，能否产生沉淀？答___；温度升高时，Ksp__(填“增大”、“减小”或“不变”下同)。

②滴加少量浓盐酸，c(Ca2＋)___，原因是___(用文字和离子方程式说明)。

（2）若向CaS悬浊液中加入CuSO4溶液，生成一种黑色固体物质，写出该过程中反应的离子方程式___。

Ⅱ.(已知Ksp[Fe(OH)3]＝10－38)若0.01mol/L FeCl3溶液中，如果要生成Fe(OH)3沉淀，应调整溶液pH，使pH___，若要使其沉淀完全，pH应___。（提示：填数据时，要有>，<，=）

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

【题目】常温下将0.1000mol·L－1的AgNO3标准溶液分别滴加到20mL浓度均为0.1000mol·L－1的NaCl和NaBr溶液中，混合溶液的pAg [－lgc(Ag+)]与滴定百分数（滴定所用标准溶液体积相对于滴定终点时所用标准溶液体积的百分数）的变化关系如图所示。下列叙述错误的是

A. 曲线a代表滴定NaBr溶液

B. Ksp(AgCl) =1×10－9.5

C. 滴定至50%时，NaCl溶液中c(Na+) ＞c(NO3－)＞c(Ag+)＞c(H+)

D. 滴定至100%时，c(H+) +c(Ag+) = c(Br－)+c(OH－)

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

【题目】硫化汞(HgS)难溶于水，在自然界中呈红褐色，常用于油画颜料，印泥及朱红雕刻漆器等。某温度时，HgS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是（）

A.向硫化汞的浊液中加入硫化钠溶液，硫化汞的Ksp减小

B.图中a点对应的是饱和溶液

C.向c点的溶液中加入Hg(NO3)2，则c(S2-)减小

D.升高温度可以实现c点到b点的转化

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

【题目】下列图示与对应的叙述相符的是

A.图甲表示使用催化剂后，该反应的ΔH变小

B.图乙表示0．10mol·L-1NaOH溶液滴定20．00mL0．10mol·L-1CH3COOH溶液所得到的滴定曲线

C.图丙表示反应H2(g) + I2(g)2HI(g)中H2的转化率随压强的变化

D.图丁表示在饱和Na2SO4溶液中逐步加BaCO3固体后，溶液中c(SO42-)的浓度变化

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

【题目】室温下，向下列溶液中通入相应的气体至溶液pH=7（通入气体对溶液体积的影响可忽略），溶液中部分微粒的物质的量浓度关系正确的是（）

A. 向0.10mol·L－1NH4HCO3溶液中通入CO2：c(NH4＋)=c(HCO3－)＋c(CO32－)

B. 向0.10mol·L－1NaHSO3溶液中通入NH3：c(Na＋)>c(NH4＋)>c(SO32－)

C. 0.10mol·L－1Na2SO3溶液通入SO2：c(Na＋)=2[c(SO32－)＋c(HSO3－)＋c(H2SO3)]

D. 0.10mol·L－1CH3COONa溶液中通入HCl：c(Na＋)>c(CH3COOH)=c(Cl－)

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

【题目】有机玻璃（）因具有良好的性能而广泛应用于生产生活中。下图所示流程可用于合成有机玻璃，请回答下列问题：

（1）A的名称为_______________；

（2）B→C的反应条件为_______________；D→E的反应类型为_______________；

（3）两个D分子间脱水生成六元环酯，该酯的结构简式为______________；

（4）写出下列化学方程式：

G→H：_______________________________；

F→有机玻璃：____________________________。

查看答案和解析>>

同步练习册答案

练习册

高中

初中

小学