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以CO2和H2O為原料可以制得淀粉,實現“喝西北風”吃飽;CO2與H2O可在不同催化劑和反應條件下生成CO和CH3OH等多種化合物,在減少溫室氣體、減少化石能源使用、新能源開發(fā)利用等方面有重要的作用.
(1)單個CO2分子與H2在催化劑的作用下反應歷程如圖甲所示:(吸附在催化劑表面的物質用?標注,如?CO2表示CO2吸附在催化劑表面;圖中Ts表示過渡態(tài)分子).

反應歷程中活化能(能壘)最小的化學方程式為
?CO+?OH+?H=CO(g)+H2O(g)
?CO+?OH+?H=CO(g)+H2O(g)
,CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=
-2.05NA
-2.05NA
eV/mol
(2)CO2與H2在某催化劑的作用下反應如圖乙所示:

化學鍵
鍵能(kJ/mol) 436 326 803 464 414
寫出該反應的熱化學方程式:
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-46kJ/mol
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-46kJ/mol
,體系達到平衡后,若要使平衡向正反應方向移動,可以改變的條件是
降低溫度、增加壓強等
降低溫度、增加壓強等
(任寫一種).
(3)在相同的恒容容器中,10min內三種不同的催化劑對CO2與H2反應的影響如圖丙所示:

①下列說法正確的是
bc
bc

a.使用催化劑Ⅰ,反應轉化率最高
b.由圖得出此反應一定是放熱反應
c.最佳催化劑是催化劑Ⅰ
d.a、b、c三點的速率大小關系一定為:Va(CO2)>Vb(CO2)>Vc(CO2
②若此反應起始投料為5molCO2和15molH2,在10L恒容密閉容器中進行,且反應時間足夠長,得到如圖關系式,則T3溫度下,反應的平衡常數K=
1600
27
(L/mol)2
1600
27
(L/mol)2
(用分數形式表示),在催化劑Ⅰ作用下,從起始到a點H2的平均反應速率為
0.12mol?L-1?min-1
0.12mol?L-1?min-1

【答案】?CO+?OH+?H=CO(g)+H2O(g);-2.05NA;CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-46kJ/mol;降低溫度、增加壓強等;bc;
1600
27
(L/mol)2;0.12mol?L-1?min-1
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:51引用:1難度:0.5
相似題
  • 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(fā)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(fā)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(yè)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(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 2.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( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60引用:6難度:0.6
  • 3.將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)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(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163難度:0.3
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