如今CO2的綜合應(yīng)用越來(lái)越成熟。回答下列問(wèn)題:
(1)催化加氫合成涉及如下反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)═CH4(g)+2H2O(g)ΔH1;
反應(yīng)Ⅱ:CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)ΔH2=-42kJ/mol;
反應(yīng)Ⅲ:CO(g)+3H2(g)═CH4(g)+H2O(g)ΔH3=-204kJ/mol。
則反應(yīng)Ⅰ的ΔH1=-246-246kJ?mol-1,該反應(yīng)在 低溫低溫(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)下能自發(fā)進(jìn)行。
(2)CH4和CO2都是比較穩(wěn)定的分子,科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化,其原理如圖1所示:若生成的乙烯和乙烷的物質(zhì)的量之比為1:1,寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式:4CH4-6e-+3O2-=CH3CH3+CH2=CH2+3H2O4CH4-6e-+3O2-=CH3CH3+CH2=CH2+3H2O;當(dāng)消耗CH4和CO2的物質(zhì)的量之比為10:9時(shí),則乙烯和乙烷的體積(相同條件下)比為 4:14:1。

(3)CO2與H2可合成CH3OH,涉及的主要反應(yīng)如下:
反應(yīng)1:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1
反應(yīng)2:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2
起始按n(H2)n(CO2)=3投料,測(cè)得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(X-CO2)和CH3OH的選擇性(S-CH3OH)隨溫度、壓強(qiáng)的變化如圖2所示:

[已知S-CH3OH=n(轉(zhuǎn)化為CH3OH的CO2)n(轉(zhuǎn)化的CO2)×100%]
①p1>>p2(填“>”或“<”);
②溫度高于350℃后,壓強(qiáng)p1和p2下,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率幾乎交于一點(diǎn)的原因是 此時(shí)反應(yīng)以反應(yīng)2為主,壓強(qiáng)改變對(duì)平衡無(wú)影響此時(shí)反應(yīng)以反應(yīng)2為主,壓強(qiáng)改變對(duì)平衡無(wú)影響;
③250℃、壓強(qiáng)p1下,用各物質(zhì)的平衡分壓代替物質(zhì)的量濃度表示反應(yīng)2的平衡常數(shù)Kp=0.00960.0096(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)
n
(
轉(zhuǎn)化為
C
H
3
OH
的
C
O
2
)
n
(
轉(zhuǎn)化的
C
O
2
)
【答案】-246;低溫;4CH4-6e-+3O2-=CH3CH3+CH2=CH2+3H2O;4:1;>;此時(shí)反應(yīng)以反應(yīng)2為主,壓強(qiáng)改變對(duì)平衡無(wú)影響;0.0096
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:29引用:2難度:0.5
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1.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( )
A.容器中 D 的物質(zhì)的量至少為 0.45 mol B.A 的平均反應(yīng)速率是 0.010 mol?L-1?s-1 C.容器中 A、B、C、D 的物質(zhì)的量之比一定是 4:5:4:6 D.容器中 A 的物質(zhì)的量一定增加了 0.30 mol 發(fā)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(jì)被人工制取出來(lái),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(lái)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=
(2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí),向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測(cè)得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時(shí)A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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