氫的熱值高、無(wú)污染使其成為理想的能源，工業(yè)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化制取氫。
CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）ΔH=+akJ?mol-1①
（1）相關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表所示。
| 化學(xué)鍵 | H-H | C=O | H-O | C-H |
| E/（kJ/mol） | 435 | 745 | 463 | 415 |
282
282
。關(guān)于反應(yīng)①中CO2產(chǎn)物的再利用一直是科研工作者研究的重點(diǎn)。
（2）利用CO2和H2制備甲醇。工業(yè)中制備甲醇的原理如下：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）②。現(xiàn)研究溫度及分子篩膜（用分子篩膜代替容器器壁，該膜只允許極性分子通過(guò)）對(duì)甲醇平衡產(chǎn)率的影響。將CO2和H2初始投料分別按1.0mol/L和4.0mol/L充入恒容容器中，溫度及分子篩膜對(duì)甲醇平衡產(chǎn)率的影響如圖1所示。
①由圖可知以上反應(yīng)②ΔH
＜
＜
0（填“＞”或“＜”）；無(wú)分子篩膜時(shí)，升高溫度，反應(yīng)②速率v正將 增大
增大
（選填“增大”、“減小”或“不變”）；②已知M點(diǎn)p（總）=aMPa,該狀態(tài)下，H2O的分壓p（H2O）=
a
23
a
23
（3）用各物質(zhì)的平衡分壓表示反應(yīng)②的平衡常數(shù)，表達(dá)式Kp=
p
（
C
H
3
OH
）
?
p
（
H
2
O
）
p
（
C
O
2
）
?
p
3
（
H
2
）
p
（
C
H
3
OH
）
?
p
（
H
2
O
）
p
（
C
O
2
）
?
p
3
（
H
2
）
有分子篩膜時(shí)能及時(shí)分離出產(chǎn)物水分子，使化學(xué)平衡正向移動(dòng)，甲醇的產(chǎn)率增大
有分子篩膜時(shí)能及時(shí)分離出產(chǎn)物水分子，使化學(xué)平衡正向移動(dòng)，甲醇的產(chǎn)率增大
。（4）電催化還原CO2。工業(yè)上利用電解原理，通過(guò)銅電極（陰極）催化將CO2還原為CO，其反應(yīng)過(guò)程如圖2：
已知步驟Ⅱ?yàn)槁磻?yīng)，步驟Ⅲ為快反應(yīng)，則步驟Ⅱ的活化能
大于
大于
（填“大于”、“小于”或“等于”）步驟Ⅲ；銅電極（陰極）上發(fā)生的總反應(yīng)為 CO2+2e-+2H+=CO+H2O
CO2+2e-+2H+=CO+H2O
。【答案】282；＜；增大；MPa；；有分子篩膜時(shí)能及時(shí)分離出產(chǎn)物水分子，使化學(xué)平衡正向移動(dòng)，甲醇的產(chǎn)率增大；大于；CO2+2e-+2H+=CO+H2O
a
23
p
（
C
H
3
OH
）
?
p
（
H
2
O
）
p
（
C
O
2
）
?
p
3
（
H
2
）
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：14引用：2難度：0.7
相似題
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1．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=kJ?mol-1。
（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；保持其他條件不變，溫度改為T(mén)2℃，經(jīng)25s后達(dá)到平衡，測(cè)得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（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（填“＞”或“＜”）0，此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算）Pa2。
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號(hào)）。
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，一段時(shí)間后陰、陽(yáng)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（ ）
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：67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(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）=mol/L，反應(yīng)開(kāi)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：164引用：26難度：0.3