我國(guó)提出爭(zhēng)取在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和,這對(duì)于改善環(huán)境、實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要。其中二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)是當(dāng)前研究熱點(diǎn)。
Ⅰ.利用溫室氣體CO2和CH4制備燃料合成氣(CO、H2),計(jì)算機(jī)模擬單個(gè)CO2分子與CH4分子的反應(yīng)歷程如圖所示

(1)制備合成氣CO、H2總反應(yīng)的熱化學(xué)方程為 CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+(E5-E1)NAeV/molCO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+(E5-E1)NAeV/mol。
(2)向密閉容器中充入等體積的CO2和CH4,測(cè)得平衡時(shí)壓強(qiáng)對(duì)數(shù)lgp(CO2)和lgp(H2)的關(guān)系如圖所示。(壓強(qiáng)的單位為:MPa)
①T1>>T2(填“>”“<”或“=”)。
②溫度為T1時(shí),該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=0.01或0.01(MPa)20.01或0.01(MPa)2。
Ⅱ.二氧化碳加氫合成甲醇是化學(xué)固碳的一種有效途徑,不僅可以有效減少空氣中的CO2排放,而且還能制備出甲醇清潔能源。反應(yīng)如下:①ΔH1=-58kJ?mol-1;CO2和H2還可發(fā)生副反應(yīng)生成CO,反應(yīng)如下:②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ?mol-1。
(3)在恒溫恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),下列能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是 ADAD(填標(biāo)號(hào))。
A.氣體的總壓強(qiáng)不再隨時(shí)間而變化
B.氣體的密度不再隨時(shí)間而變化
C.反應(yīng)體系的溫度保持不變
D.單位時(shí)間內(nèi)斷裂CO2中C=O鍵數(shù)目與斷裂H2O中O-H鍵數(shù)目相等
(4)使用新型催化劑,將1molCO2和3molH2在一恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和甲醇的選擇率(甲醇的選擇率:轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度變化如圖所示:
①達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)體系內(nèi)甲醇的產(chǎn)量最高的是 FF(填“D”、“E”、“F”)。
②隨著溫度的升高,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,甲醇的選擇率降低,是因?yàn)椋?!--BA-->反應(yīng)①放熱,反應(yīng)②吸熱,隨溫度升高,反應(yīng)①逆向移動(dòng),反應(yīng)②正向移動(dòng),且反應(yīng)②正向移動(dòng)的幅度更大,所以CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,甲醇的選擇率降低反應(yīng)①放熱,反應(yīng)②吸熱,隨溫度升高,反應(yīng)①逆向移動(dòng),反應(yīng)②正向移動(dòng),且反應(yīng)②正向移動(dòng)的幅度更大,所以CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,甲醇的選擇率降低。
Ⅲ.常溫下,用NaOH溶液作CO2捕捉劑不僅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工產(chǎn)品Na2CO3。
(5)若某次捕捉后得到pH=10的溶液,則溶液中c(CO2-3):c(HCO-3)=0.470.47[常溫下K1(H2CO3)=4.5×10-7、K2(H2CO3)=4.7×10-11]。
(6)現(xiàn)有46.6gBaSO4固體,每次用1L1.8mol/LNa2CO3溶液處理,若使BaSO4中的SO2-4全部轉(zhuǎn)化到溶液中,需要反復(fù)處理 33次。[已知:Ksp(BaCO3)=2.5×10-9、Ksp(BaSO4)=1.0×10-10]
CO
2
-
3
HCO
-
3
SO
2
-
4
【答案】CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+(E5-E1)NAeV/mol;>;0.01或0.01(MPa)2;AD;F;反應(yīng)①放熱,反應(yīng)②吸熱,隨溫度升高,反應(yīng)①逆向移動(dòng),反應(yīng)②正向移動(dòng),且反應(yīng)②正向移動(dòng)的幅度更大,所以CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,甲醇的選擇率降低;0.47;3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:59引用:2難度:0.4
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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( )
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:67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