题目内容

(12分)下图是某工厂生产甲醇(CH3OH)的工艺流程图:

已知,在反应器II中CO在高温、高压、催化剂存在的条件下跟H­2充分反应后,仍剩余1/3。请回答下列问题:

(1)在反应器I中,发生反应的化学方程式是____________________________________。

(2)从提高原子的利用率出发,该生产工艺需要进行的改进是_____________________。

(3)右图表示CO和H2反应合成甲醇过程中的能量变化,曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化,曲线b表示使用催化剂时反应的能量变化。则

①反应的热化学方程式为___________________________________________。

②在恒容条件下,能使该反应的平衡常数改变的措施有_________________。(填字母)

A.加压

B.降低温度

C.再充入1mol CO和2molH2  

D.使用更高效的催化剂。

 

【答案】

(12分)(1)CH4 + H2O(g) =  CO + 3H2(3分)

(2)由冷凝器2排出的气体再导入反应器Ⅱ中进行循环利用(3分)

(3)①CO(g) + 2H2(g) ═ CH3OH(g)   △H = -91 kJ·mol-1(3分)      ②B(3分)

【解析】略

 

练习册系列答案
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为解决大气中CO2的含量增大的问题,某科学家提出“绿色自由”构想:把工厂排出的富含CO2的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应使废气中的CO2转变为燃料甲醇。“绿色自由”构想的部分技术流程如下:
(1)合成塔中反应的化学方程式为________________;△H<0。该反应为可逆反应,从平衡移动原理分析,低温有利于提高原料气的平衡转化率。而实际生产中采用300℃的温度,除考虑温度对反应速率的影响外,还主要考虑了________________。
(2)从合成塔分离出甲醇的原理与下列_________操作的原理比较相符(填字母)
A.过滤 B.分液 C.蒸馏 D.结晶
工业流程中一定包括“循环利用”,“循环利用”是提高效益、节能环保的重要措施。“绿色自由”构想技术流程中能够“循环利用”的,除K2CO3溶液和CO2、H2外,还包括_______________ 。
(3)一定条件下,向体积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如下图所示。
下列叙述中,正确的是_______________。
A.升高温度能使增大
B.反应达到平衡状态时,CO2的平衡转化率为75%
C.3 min时,用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率
D.从反应开始到平衡,H2的平均反应速率υ(H2)=0.075 mol·L-1·min-1
(4) 如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4
已知
写出CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式____________。

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