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          請運用化學反應原理的相關知識研究碳及其化合物的性質。
          (1)工業上可利用CO或CO2來制備清潔液體燃料甲醇。已知:800℃時,化學反應①、反應②對應的平衡常數分別為2.5、1.0。
          反應①:2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)ΔH=-90.8kJ?mol-1
          反應②:H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)△H=+41.2kJ?mol-1
          寫出用CO2與H2反應制備甲醇的熱化學方程式:
          3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.6kJ/mol
          3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.6kJ/mol
          ,800℃時該反應的化學平衡常數K的數值為
          2.5
          2.5

          (2)現將不同量的CO2(g)和H2(g)分別通入到容積為2L的恒容密閉容器中發生反應:H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)  ΔH=+41.2kJ?mol-1,得到如下二組數據:
          實驗組 溫度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達到平衡所需時間/min
          CO2(g) H2(g) H2(g) CO2(g)
          1 900 4 2 1.6 2.4 2
          2 900 a b c d t
          實驗2中,若平衡時,CO2(g)的轉化率小于H2(g),則a、b必須滿足的關系是
          a>b
          a>b
          。若在900℃時,另做一組實驗,在此容器中加入10molCO2(g)、5molH2、2molCO、5molH2O(g),則此時v
          v(填“<”、“>”或“=”)。
          (3)工業上可通過甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反應的熱化學方程式為CH3OH(g)+CO(g)?HCOOCH3(g) ΔH=-29.1kJ?mol-1,科研人員對該反應進行了研究,部分研究結果如圖:

          ①從反應壓強對甲醇轉化率的影響“效率”看,工業制取甲酸甲酯應選擇的壓強是
          4.0×106Pa
          4.0×106Pa
          (填“3.5×106Pa”、“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)。
          ②實際工業生產中采用的溫度是80℃,其理由是
          高于80℃時,溫度對反應速率影響較小,且反應放熱,升高溫度時平衡逆向移動,轉化率降低
          高于80℃時,溫度對反應速率影響較小,且反應放熱,升高溫度時平衡逆向移動,轉化率降低

          (4)科研人員設計了一種新型甲醇燃料電池,其電解質是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體,它在高溫下能傳導O2-,該電池工作時的負極反應式為
          CH3OH-6e-+3O2-=CO2↑+2H2O
          CH3OH-6e-+3O2-=CO2↑+2H2O

          【答案】3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.6kJ/mol;2.5;a>b;>;4.0×106Pa;高于80℃時,溫度對反應速率影響較小,且反應放熱,升高溫度時平衡逆向移動,轉化率降低;CH3OH-6e-+3O2-=CO2↑+2H2O
          【解答】
          【點評】
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          發布:2024/6/27 10:35:59組卷:7引用:1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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