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          為了實現“碳達峰”和“碳中和”的目標,將CO2轉化成可利用的化學能源的“負碳”技術是世界各國關注的焦點。?
          方法Ⅰ:CO2催化加氫制甲醇。
          以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的反應如下:
          反應i:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1
          反應ii:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.0kJ?mol-1
          反應iii:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH3=-90.0kJ?mol-1
          (1)計算反應i的ΔH1=
          -49kJ?mol-1
          -49kJ?mol-1

          (2)一定溫度和催化劑條件下,0.73molH2、0.24molCO2和0.03molN2(已知N2不參與反應)在總壓強為3.0MPa的密閉容器中進行上述反應,平衡時CO2的轉化率、CH3OH和CO的選擇性隨溫度的變化曲線如圖所示。?
          ①圖中曲線b表示物質
          CO2
          CO2
          的變化(填“CO2”“CH3OH”或“CO”)。
          ②上述反應體系在一定條件下建立平衡后,下列說法不正確的有
          CD
          CD
          (填字母)。
          A.降低溫度,反應i~iii的正、逆反應速率都減小
          B.向容器中再通入少量N2,CO2的平衡轉化率下降
          C.移去部分H2O(g),反應iii平衡不移動
          D.選擇合適的催化劑能提高CO2的平衡轉化率
          E.平衡時CH3OH的體積分數一定小于50%
          ③某溫度下,t1min反應到達平衡,測得容器中CH3OH的體積分數為12.5%。此時用CH3OH的分壓表示0-t1時間內的反應速率v(CH3OH)=
          0.375÷t1
          0.375÷t1
          MPa?min-1。設此時n(CO)=amol,計算該溫度下反應ii的平衡常數Kx=
          a
          a
          +
          0
          .
          1
          0
          .
          14
          -
          a
          0
          .
          43
          -
          a
          a
          a
          +
          0
          .
          1
          0
          .
          14
          -
          a
          0
          .
          43
          -
          a
          (用含有a的代數式表示)。[已知:分壓=總壓×該組分物質的量分數;對于反應mA(g)+nB(g)?pC(g)+qD(g),Kx=
          x
          p
          C
          ?
          x
          q
          D
          x
          m
          A
          ?
          x
          n
          B
          ,x為物質的量分數。]
          方法Ⅱ:CO2電解法制甲醇
          利用電解原理,可將CO2轉化為CH3OH,其裝置如圖所示:

          (3)雙極膜B側為
          陽離子
          陽離子
          (填“陰離子”或“陽離子”)交換膜。
          (4)TiO2電極上電極反應方程式:
          CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O
          CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O

          方法Ⅲ:CO2催化加氫制低碳烯烴(2~4個C的烯烴)
          某研究小組使用Zn-Ga-O/SAPO-34雙功能催化劑實現了CO2直接合成低碳烯烴,并給出了其可能的反應歷程(如圖所示)。H2首先在Zn-Ga-O表面解離成2個H*,隨后參與到CO2的還原過程;SAPO-34則催化生成的甲醇轉化為低碳烯烴。
          ?
          注:?表示氧原子空位,*表示吸附在催化劑上的微粒。
          (5)理論上,反應歷程中消耗的H*與生成的甲醇的物質的量之比為
          6:1
          6:1

          【答案】-49kJ?mol-1;CO2;CD;0.375÷t1
          a
          a
          +
          0
          .
          1
          0
          .
          14
          -
          a
          0
          .
          43
          -
          a
          ;陽離子;CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O;6:1
          【解答】
          【點評】
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          發布:2024/9/22 1:0:8組卷:69引用:2難度:0.5
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          • 1.反應 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,半分鐘后,C 的物質的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是(  )

            發布:2024/12/30 19:30:2組卷:67引用:6難度:0.6
          • 2.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
            (1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
             
            kJ?mol-1
            (2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發生反應2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉化率為
             
            ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經25s后達到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內v(C2H4)=
             
            mol?L-1?s-1
            (3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數值lgp與溫度的關系如圖所示。

            ①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發生反應2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
             
            (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數Kp=
             
            (用平衡分壓代替濃度進行計算)Pa2
            ②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
             
            (填標號)。
            A.減小C2H2的濃度
            B.升高溫度
            C.增大壓強
            D.加入合適的催化劑
            (4)工業上,以KNH2和液氨為電解質,以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為
             
            ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質量之比為
             

            發布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
          • 3.將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發生如下反應:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應速率為0.1mol/(L?min).求:
            (1)此時A的濃度c(A)=
             
            mol/L,反應開始前容器中的A、B的物質的量:n(A)=n(B)=
             
            mol;
            (2)B的平均反應速率v(B)=
             
            mol/(L?min);
            (3)x的值為
             

            發布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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