中國科學(xué)家為實現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)而不斷努力，以CO2為原料合成甲烷、乙醇等能源物質(zhì)具有良好的發(fā)展前景。
（1）CO2在固體催化表面加氫合成甲烷過程中發(fā)生以下兩個反應(yīng)：
主反應(yīng)：CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2O（g）ΔH1=-156.9kJ?mol-1
副反應(yīng)：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH2=+41.1kJ?mol-1
①已知2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）ΔH3=-483.6kJ?mol-1，則CH4燃燒的熱化學(xué)方程式CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）ΔH=-810.3kJ/mol-810.3kJ/mol。
②500℃時，向1L恒容密閉容器中充入4molCO2和12molH2，初始壓強為p,20min時主、副反應(yīng)都達到平衡狀態(tài)，測得c（H2O）=5mol?L-1，體系壓強為34p,則0～20min內(nèi)，v（CH4）=0.10.1mol?L-1?min-1，平衡時CH4選擇性=66.766.7（CH4選擇性=CH4平衡濃度CO2轉(zhuǎn)化濃度×100%，保留3位有效數(shù)字）。
（2）已知CO2催化加氫合成乙醇的反應(yīng)原理為：6H2（g）+2CO2（g）?C2H5OH（g）+3H2O（g）ΔH＜0，設(shè)m為起始時的投料比，即m=n（H2）n（CO2）。
①圖1中投料比相同，溫度從高到低的順序為 T3＞T2＞T1T3＞T2＞T1。
②圖2中m1、m2、m3從大到小的順序為 m1＞m2＞m3m1＞m2＞m3。
③該反應(yīng)的Arrhenius經(jīng)驗公式的實驗數(shù)據(jù)如圖3中曲線a所示，已知Arhenius經(jīng)驗公式Rlnk=-EaT+C（Ea為活化能，k為速率常數(shù)，R和C為常數(shù)）。則該反應(yīng)的活化能Ea=3131kJ?mol-1。當(dāng)改變外界條件時，實驗數(shù)據(jù)如圖3中的曲線b所示，則實驗可能改變的外界條件是 更換了更高效的催化劑更換了更高效的催化劑。
3
4
C
H
4
平衡濃度
C
O
2
轉(zhuǎn)化濃度
n
（
H
2
）
n
（
C
O
2
）
E
a
T
【考點】化學(xué)平衡的計算．
【答案】-810.3kJ/mol；0.1；66.7；T3＞T2＞T1；m1＞m2＞m3；31；更換了更高效的催化劑
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：71引用：4難度：0.5
相似題
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1．甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域，三氯氫硅（SiHCl3）是制備甲硅烷的重要原料。回答下列問題：
（1）工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時伴隨發(fā)生的反應(yīng)有：
Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ/mol
SiHCl3（g）+HCl（g）═SiCl4（g）+H2（g）△H=-31kJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是。
（2）鋁鋰形成化合物L(fēng)iAlH4既是金屬儲氫材料又是有機合成中的常用試劑，遇水能得到無色溶液并劇烈分解釋放出H2，請寫出其水解反應(yīng)化學(xué)方程式。LiAlH4在化學(xué)反應(yīng)中通常作（填“氧化”或“還原”）劑。工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰（LiAlH4）制甲硅烷，反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
（3）三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟，此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑，在不同反應(yīng)溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時，平衡轉(zhuǎn)化率為，該反應(yīng)是反應(yīng)（填“放熱”“吸熱”）。
②323.15K時，要縮短反應(yīng)達到平衡的時間，可采取的最佳措施是。
（4）比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐avb （填“＞”“＜”或“=”）。已知反應(yīng)速率v正=k1x2_SiHCl3，
v逆=k2x2_SiH2Cl2xSiCl4，k1、k2分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)，與反應(yīng)溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分數(shù)，則在353.15K時=k1k2（保留3位小數(shù)）。
（5）硅元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物是H2SiO3，室溫下，0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液，堿性更強的是，其原因是。
已知：H2SiO3：Ka1=2.0×10-10、Ka2=1.0×10-12，H2CO3：Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：61引用：2難度：0.2 -
2．在催化劑作用下，可逆反應(yīng)2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）在溫度為323K和343K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示（已知：反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正x2SiHCl3-k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分數(shù)）。下列說法錯誤的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：40引用：1難度：0.5 -
3．甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域，三氯氫硅（SiHCl3）是制備甲硅烷的重要原料。回答下列問題：
（1）工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時伴隨發(fā)生的反應(yīng)有：
①Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（ g）+2H2（g）△H=-24lkJ/mol
②SiHCl3 （g）+HCl（g）═SiCl4 （g）+H2（g）△H=-3lkJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是。
（2）工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰（LiAlH4）制甲硅烷，反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
（3）三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟，此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑，在不同反應(yīng)溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時，平衡轉(zhuǎn)化率為。該反應(yīng)是反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）。②323.15K時，要縮短反應(yīng)達到平衡的時間，可采取的措施有。（答一種即可）
③比較a、b處反應(yīng)速率的大小：vavb（填“＞”“＜”或“=”）。已知反應(yīng)速率v正=k1x2SiHCl3 v逆=k2xSiH2Cl2 xSiCl4，k1、k2分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)，與反應(yīng)溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分數(shù)，則在353.15K時=k1k2（保留3位小數(shù)）。發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：19引用：1難度：0.5
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