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當(dāng)今中國積極推進(jìn)綠色低碳發(fā)展,力爭在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。因此,研發(fā)CO2利用技術(shù),降低空氣中CO2含量成為研究熱點(diǎn)。在5MPa壓強(qiáng)下,恒壓反應(yīng)器中通入3molH2,1molCO2氣體同時發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,Ⅱ如下:
反應(yīng)Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1 K1
反應(yīng)Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2  K2
(1)如圖(a)所示,則ΔH1-ΔH2
0(填“>”、“<”或“=”)。
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(2)在5MPa壓強(qiáng)下,恒壓反應(yīng)器中通入3molH2、1molCO2氣體,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率及CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度變化關(guān)系如圖(b)。已知:CH3OH的產(chǎn)率=
C
H
3
OH
物質(zhì)的量
C
O
2
起始物質(zhì)的量
×100%。
①下列說法正確的是
BCD
BCD
。
A.反應(yīng)過程中,容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化,說明反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡
B.反應(yīng)過程中,氣體密度維持不變,說明反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡
C.增大壓強(qiáng)能同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率
D.加入對反應(yīng)Ⅰ催化效果更佳的催化劑,可以提高CH3OH的產(chǎn)率
②475K時,反應(yīng)Ⅱ的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=
3
161
或1.86×10-2
3
161
或1.86×10-2
(壓強(qiáng)平衡常數(shù):用平衡分壓代替平衡濃度,分壓=總壓×氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)圖(b)中500K以后,CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因
反應(yīng)Ⅰ放熱,溫度升高平衡左移,反應(yīng)Ⅱ吸熱,溫度升高平衡右移,525K以后,溫度升高,反應(yīng)Ⅱ平衡右移的程度更大,故CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大
反應(yīng)Ⅰ放熱,溫度升高平衡左移,反應(yīng)Ⅱ吸熱,溫度升高平衡右移,525K以后,溫度升高,反應(yīng)Ⅱ平衡右移的程度更大,故CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大

(4)反應(yīng)Ⅱ的正反應(yīng)速率方程為v=k?c(CO2)?c(H2),逆反應(yīng)速率方程為v=k?c(CO)?c(H2O),其中k、k分別為正、逆反應(yīng)的速率常數(shù),只受溫度影響。lgk與
1
T
(溫度的倒數(shù))的關(guān)系如圖(圖c)所示,①、②、③、④四條斜線中,表示lgk的是

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(5)我國科學(xué)家研究Li-CO2電池中取得了重大科研成果。Li-CO2電池中,Li為單質(zhì)鋰片,CO2在正極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳,CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個步驟進(jìn)行,寫出步驟Ⅲ的離子方程式
2
CO
2
-
2
+CO2=2
CO
2
-
3
+C
2
CO
2
-
2
+CO2=2
CO
2
-
3
+C
。
Ⅰ.2CO2+2e-=C2
O
2
-
4

Ⅱ.C2
O
2
-
4
=CO2+
CO
2
-
2

Ⅲ.??????
Ⅳ.
CO
2
-
3
+2Li+=Li2CO3

【答案】<;BCD;
3
161
或1.86×10-2;反應(yīng)Ⅰ放熱,溫度升高平衡左移,反應(yīng)Ⅱ吸熱,溫度升高平衡右移,525K以后,溫度升高,反應(yīng)Ⅱ平衡右移的程度更大,故CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大;④;2
CO
2
-
2
+CO2=2
CO
2
-
3
+C
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/9/22 1:0:8組卷:13引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)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(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)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(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
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    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(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計算)Pa2。
    ②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號)。
    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。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     
    。

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 2.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:59引用:6難度:0.6
  • 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A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (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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