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试题
类型:原理综合题
难度系数:0.15
所属科目:高中化学
探究CH₃OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH₃OH的产率。在一定条件下,以CO₂和H₂为原料合成CH₃OH涉及的主要反应如下:
①CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)     ΔH₁
②CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)     ΔH₂
③CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)     ΔH₃
回答下列问题:
(1)ΔH₃=_______(用ΔH₁、ΔH₂表示),已知反应①、②、③以物质的量分数表示的平衡常数KX与温度T变化关系如图1所示。据此判断的数值范围是_______(填标号)。
A. -1                    B.-1~0                  C.0~1                      D.1

(2)在催化剂N表面进行反应①,当起始量时,在不同条件下达到平衡,体系中CO₂的转化率为(CO₂),在T=400℃下(CO₂)随压强变化关系和在p=60MPa下(CO₂)随温度变化关系如图2所示。其中代表在T=400℃下(CO₂)随压强变化关系的是________线(填“a”或“b”);a、b两线的交点M对应的平衡常数________(填“相同”或“不同”)。当 (CO₂)为80%时,反应条件可能是________
(3)以In₂O₃作催化剂,可使CO₂在温和的条件下转化为CH₃OH,经历如下过程:
Ⅰ.催化剂活化:In₂O₃(无活性)In2O3-x (有活性)
Ⅱ.CO₂和H₂在活化后的催化剂表面发生反应①,同时伴随反应②。
已知:CH₃OH选择性=。工业生产中,会适当增大气体压强,以增大CH₃OH的选择性,其原因可能为 __________;同时将产物中的水蒸气导出,可以减少反应____________(用化学方程式表示)的发生,达到减少催化剂失活,提高甲醇选择性的目的。
(4)温度为T℃时,在一个刚性容器中模拟工业上合成CH₃OH,往容器中通入1mol CO₂、3mol H₂,发生反应①和②,反应过程中容器内的压强随着时间变化如下表所示。
时间/min01020304050
压强/MPa12010595908888
则反应开始至20 min的平均反应速率;(CH₃OH)=__________MPa/ min;已知平衡时CH₃OH的选择性为80%,则反应①的压强平衡常数Kp=___________MPa-2(结果化为最简分数;压强平衡常数:用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×气体物质的量分数)。
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sin x = 1 ←→ arcsin x = π/2

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2019-09-19

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