“碳中和”引起各國(guó)的高度重視,正成為科學(xué)家研究的主要課題,綜合利用CO2、CO對(duì)構(gòu)建低碳社會(huì)有重要意義。
(1)利用CO2與CH4制備合成氣CO、H2,可能的反應(yīng)歷程如下所示:
反應(yīng)①:CH4(g)?C(ads)+2H2(g)
②:C(ads)+CO2(g)?2CO(g)
說(shuō)明:C(ads)為吸附性活性炭,E為對(duì)應(yīng)物質(zhì)的總能量。
①利用CO2與CH4制備合成氣CO、H2的總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=(E3-E1)kJ?mol-1CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=(E3-E1)kJ?mol-1。
②該反應(yīng)歷程中決定反應(yīng)速率快慢的是(填“反應(yīng)①”或“反應(yīng)②”) 反應(yīng)①反應(yīng)①,據(jù)圖中1所示,理由是 由圖1可知,反應(yīng)①的活化能大于反應(yīng)②由圖1可知,反應(yīng)①的活化能大于反應(yīng)②。
(2)工業(yè)上用CO2和H2合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-50kJ?mol-1。一定條件下,向容積均為2L的恒容密閉容器中通入1.0molCO2(g)和3.0molH2(g),在不同催化劑X、Y的催化下發(fā)生反應(yīng)。測(cè)得5min時(shí),CO2轉(zhuǎn)化率與溫度的變化關(guān)系如圖2實(shí)線所示(虛線表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率)。
①該反應(yīng)選用的適宜催化劑為 XX(填“X”或“Y”)。
②T1K時(shí),a點(diǎn)對(duì)應(yīng)容器在0~5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2)=0.12mol?L-1?min-10.12mol?L-1?min-1。
③b、c點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)下反應(yīng)物的有效碰撞幾率b >>c(填“>”“<”或“.”),c→b段CO2轉(zhuǎn)化率減小的原因是 該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),CO2轉(zhuǎn)化率減小該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),CO2轉(zhuǎn)化率減小。
④T2K時(shí),該反應(yīng)平衡常數(shù)K=2.082.08(保留三位有效數(shù)字),保持溫度不變,向容器中再充入0.2molCO2(g)、0.6molCH3OH(g),平衡將 向逆反應(yīng)方向向逆反應(yīng)方向移動(dòng)(填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”)。
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素.
【答案】CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=(E3-E1)kJ?mol-1;反應(yīng)①;由圖1可知,反應(yīng)①的活化能大于反應(yīng)②;X;0.12mol?L-1?min-1;>;該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),CO2轉(zhuǎn)化率減?。?.08;向逆反應(yīng)方向
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:9引用:1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( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60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