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  • 1. (2023·白山模拟) 随着时代的进步,人类对能源的需求量与日俱增,我国全球首套焦炉气化学合成法生产无水乙醇的工业示范项目打通全流程实现,项目投产成功。

    1. (1) 3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。

      已知:i.2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1

      ii.CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g) ΔH2

      iii.CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g) ΔH3

      在恒温恒容密闭容器中充入3molCO(g)和7molH2(g)仅发生反应3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g),下列叙述正确的是(填标号)。

      A.混合气体总压强不随时间变化时,反应达到平衡状态

      B.反应达到平衡时,CH3CH2OH体积分数可能为25%

      C.反应达到平衡后,再充入少量CO,CO的平衡转化率增大

      D.反应达到平衡后,再加入高效催化剂,乙醇产率保持不变

    2. (2) 醋酸酯加氢制乙醇是一个乙酰基产物制备乙醇的路线。

      ①醋酸酯加氢的催化效能如表所示:

      实验组

      催化剂

      原料

      反应条件

      反应性能

      温度/℃

      压力/MPa

      转化率/%

      选择性/%

      1

      Cu/SiO2

      醋酸甲酯

      190

      28

      96.1

      99.0

      2

      Cu-Cr

      醋酸乙酯

      250

      2.8

      接近完全

      93.8

      3

      Cu/ZnO

      醋酸乙酯

      185

      1

      56

      99.0

      4

      Cu/SiO2

      醋酸乙酯

      280

      4.0

      94.6

      96.6

      上述实验中,催化效能最好的为实验(填序号),与之对比,实验3中,醋酸酯平衡转化率较低的主要原因可能是(从表中所给条件的角度分析)。

      ②醋酸甲酯加氢历程一般认为可分为如下步骤(*代表催化剂位点,已知:CH3CO*+H·→CH3CHO):

      a.CH3COOCH3→CH3CO·+CH3

      b.CH3CO·+*→CH3CO*(慢)

      c.CH3O·+*→CH3O*(快)

      d.CH3CO*+3H·→CH3CH2OH

      e.CH3O*+H·→CH3OH

      ……

      其中,在b和c的步骤中,活化能较小的是(填标号,下同),控制总反应速率的步骤是,分析上述步骤,副产物除CH3OH外,还可能有(写一种即可)。

    3. (3) 甲醇也是新能源的重要组成部分。

      以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下:

      iv.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH4<0

      v.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH5>0

      vi.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH6<0

      在不同压强下、按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3进行投料,在器容中发生上述3个反应,平衡时,CO和CH3OH在含碳产物(即CH3OH和CO)中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图,压强p1、p2、p3由大到小的顺序为,曲线(填“m”或“n”)代表CH3OH在含碳产物中物质的量分数,在T1℃下,压强为p3时,反应v的浓度平衡常数Kc=(填含α的表达式)。

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