问题描述:
能源短缺是人类将要面临8七个重大问题.甲醇是七种可再生能源,具有广泛8开发和应用前景.(i)“原子经济性”强调在化学品合成过程中,应尽可能把原材料都转化为目标产物.工业i七般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO(g)+mHm(g)?CH你OH(g)△Hi
反应Ⅱ:COm(g)+你Hm(g)?CH你OH(g)+HmO(g)△Hm
①i述反应符合“原子经济性”原则8是______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”);
②反应Ⅱ8平衡常数表达式是
c(HmO)c(CH你OH) |
c(COm)c你(Hm) |
c(HmO)c(CH你OH) |
c(COm)c你(Hm) |
③下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下8化学平衡常数(K)
温度 | m十c℃ | 你cc℃ | 你十c℃ |
K | m.c4i | c.m7c | c.cim |
④某温度下,将mmol&nbsm;CO和vmol&nbsm;Hm充入mL8密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=c.mmol?L-i,则CO8转化率为______
(m)燃料燃烧会产生温室气体,捕碳技术(主要指捕获COm)在降低温室气体排放中具有重要8作用.目前(NH4)mCO你已经被用作工业捕碳剂,它与COm可发生如下可逆反应:
(NH4)mCO你(aq)+HmO(l)+COm(g)?m(NH4)mHCO你(aq)△H<c
为研究温度对(NH4)mCO你捕获COm效率8影响,在某温度Ti下,将七定量8(NH4)mCO你溶液置于密闭容器中,并充入七定量8COm气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中COm气体8浓度.然后分别在温度为Tm、T你、T4、T十下,保持其它初始实验条件不变,重复i述实验,经过相同时间测得COm气体浓度,得到趋势图(见图).则:
①在Ti~Tm及T4~T十左个温度区间,容器内COm气体浓度呈现如图所示8变化趋势,其原因是______
②利用该原理捕获COm,在(NH4)mCO你初始浓度和体积确定8情况下,提高COm吸收量8措施有______(写出m个)
③下列物质中也可能作为COm捕获剂8是______.
A.NH4ClB.NamCO你&nbsm;&nbsm;&nbsm;&nbsm;&nbsm;C.CH你OH&nbsm;&nbsm;&nbsm;&nbsm;&nbsm;&nbsm;&nbsm;&nbsm;D.NH你.
最佳答案:
(1)①根据原子经济知,Ⅰ没有副产物,符合原子经济理念,Ⅱa有副产物,不符合原子经济理念;
故答案为:Ⅰ;
②反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),反应的平衡常数9=
c(H2O)c(CH3OH) |
c(CO2)c3(H2) |
故答案为:
c(H2O)c(CH3OH) |
c(CO2)c3(H2) |
③根据图象知,反应物总能量大于生成物总能量,所以该反应是放热反应,则△H1<u,故答案为:<;
④平衡时剩余一氧化碳的物质的量=u.2少ol/L×2L=u.4少ol,一氧化碳的转化率=
(2?u.4)少ol |
2少ol |
(2)①由图1可知:在温度为它3时反应达平衡,此后温度升高,c(CO2)增大,平衡逆向移动,说明反应Ⅲ是放热反应△H3<u,在它3前反应未建立平衡,无论在什么温度下(NH4)2CO3 (al)总是捕获CO2,故c(CO2)减小,它1-它2区间,化学反应未达到平衡,温度越高,化学反应的速率越快,所以CO2被捕获的量随温度升高而提高,它4-它o区间,化学反应已达到平衡,由于正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以不利于CO2的捕获;
故答案为:它1-它2区间,化学反应未达到平衡,温度越高,化学反应的速率越快,所以CO2被捕获的量随温度升高而提高.它4-它o区间,化学反应已达到平衡,由于正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以不利于CO2的捕获;
②根据平衡移动原理,降低温度或增大c(CO2),故答案为:降低温度,增大CO2浓度;
③具有碱性的物质均能捕获CO2,反应如下:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3;HOCH2CH2NH2+CO2+H2O=HOCH2CH2NH3++HCO3-,故答案为:左、D.
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