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          我國力爭2060年前實現碳中和。CH,與CO2催化重整是實現碳中和的熱點研究課題。該催化重整反應體系主要涉及以下反應:
          反應Ⅰ:主反應CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)ΔH1Kp1
          反應Ⅱ:副反應CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2Kp2
          反應Ⅲ:積碳反應2CO(g)?CO2(g)+C(s)ΔH3Kp3
          反應Ⅳ:積碳反應CH4(g)?C(s)+2H2(g)ΔH4Kp4
          (1)已知H2(g)、CO(g)的燃燒熱ΔH分別為-285.8kJ?mol-1、-283.01kJ?mol-1,H2O(l)═H2O(g)ΔH5=+44kJ?mol-1,則反應Ⅱ的ΔH2=
          +41.2
          +41.2
          kJ?mol-1
          (2)下列關于該重整反應體系的說法正確的是
          AC
          AC
          。
          A.在投料時適當增大
          n
          C
          O
          2
          n
          C
          H
          4
          的值,有利于減少積碳
          B.在一定條件下建立平衡后,移去部分積碳,反應Ⅲ和反應Ⅳ平衡均向右移
          C.隨著投料比
          n
          C
          O
          2
          n
          C
          H
          4
          的增大,達到平衡時CH4的轉化率增大
          D.降低反應溫度,反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的正反應速率減小,逆反應速率增大;反應Ⅲ的正反應速率增大,逆反應速率減小
          (3)對于反應Ⅰ:主反應CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)在pMPa時,將CO2和CH4按物質的量之比為1:1充入密閉容器中,分別在無催化劑及ZrO2催化下反應相同時間,測得CO2的轉化率與溫度的關系如圖所示:

          ①a點CO2轉化率相等的原因是
          溫度較高,催化劑失活
          溫度較高,催化劑失活
          。
          ②在pMPa、900℃、ZrO2催化條件下,將CO2、CH4、H2O按物質的量之比為1:1:n充入催化劑密閉容器,CO2的平衡轉化率α大于50%,解釋說明原因
          水蒸氣不參與反應,相當于減壓,平衡向氣體體積增大的方向進行,CO2的平衡轉化率增大
          水蒸氣不參與反應,相當于減壓,平衡向氣體體積增大的方向進行,CO2的平衡轉化率增大
          ,此時平衡常數。Kp=
          16
          P
          2
          α
          4
          2
          +
          2
          α
          +
          n
          2
          1
          -
          α
          2
          16
          P
          2
          α
          4
          2
          +
          2
          α
          +
          n
          2
          1
          -
          α
          2
          (以分壓表示,分壓=總壓×物質的量分數:寫出含α、n、p的計算表達式)。
          (4)以NaCl飽和溶液為電解質溶液,利用如圖所示的裝置將CO2轉化為燃料CO。則電極Ⅱ接電源的
          極,陰極上電極反應式為
          CO2+2e-+2H+=CO+H2O
          CO2+2e-+2H+=CO+H2O
          。

          【答案】+41.2;AC;溫度較高,催化劑失活;水蒸氣不參與反應,相當于減壓,平衡向氣體體積增大的方向進行,CO2的平衡轉化率增大;
          16
          P
          2
          α
          4
          2
          +
          2
          α
          +
          n
          2
          1
          -
          α
          2
          ;正;CO2+2e-+2H+=CO+H2O
          【解答】
          【點評】
          聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
          發布:2024/9/12 2:0:8組卷:8難度:0.4
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          • 1.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
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            (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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