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通過化學(xué)的方法實(shí)現(xiàn)CO2的資源化利用是一種非常理想的CO2減排途徑。
Ⅰ.利用CO2制備CO
一定溫度下,在恒容密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)。
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=
c
CO
?
c
H
2
O
c
C
O
2
?
c
H
2
c
CO
?
c
H
2
O
c
C
O
2
?
c
H
2
。
(2)下列事實(shí)能說明上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
CD
CD
(填字母序號(hào))。
A.體系內(nèi)n(CO):n(H2O)=1:1
B.體系壓強(qiáng)不再發(fā)生變化
C.體系內(nèi)各物質(zhì)濃度不再發(fā)生變化
D.體系內(nèi)CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化
Ⅱ.利用CO2制備甲醇(CH3OH)
一定條件下,向恒容密閉容器中通入一定量的CO2和H2。涉及反應(yīng)如下:
主反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-90.4kJ?mol-1
副反應(yīng):CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH=+40.5kJ?mol-1
已知:CH3OH產(chǎn)率=
n
C
H
3
OH
生成
n
C
O
2
初始
×100%
(3)一段時(shí)間后,測(cè)得體系中n(CO2):n(CH3OH):n(CO)=a:b:c。CH3OH產(chǎn)率=
b
a
+
b
+
c
×100%
b
a
+
b
+
c
×100%
(用代數(shù)式表示)。
(4)探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響(其他條件相同)
實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下,單位時(shí)間內(nèi)的CO2轉(zhuǎn)化率和CH3OH產(chǎn)率如圖1所示。菁優(yōu)網(wǎng)
由圖1可知,隨著溫度的升高,CO2轉(zhuǎn)化率升高,CH3OH產(chǎn)率下降。解釋其原因:
主反應(yīng)為放熱反應(yīng),副反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升溫副反應(yīng)正向進(jìn)行,主反應(yīng)逆向進(jìn)行,故CO2轉(zhuǎn)化率升高,CH3OH產(chǎn)率下降
主反應(yīng)為放熱反應(yīng),副反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升溫副反應(yīng)正向進(jìn)行,主反應(yīng)逆向進(jìn)行,故CO2轉(zhuǎn)化率升高,CH3OH產(chǎn)率下降
。
(5)探究溫度和壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響(其他條件相同)
不同壓強(qiáng)下,平衡時(shí)CO2轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化關(guān)系如圖2所示。
①壓強(qiáng)p1
(填“>”或“<”)p2。
②圖2中溫度高于T1時(shí).兩條曲線重疊的原因是
T1溫度后,體系中主要發(fā)生副反應(yīng),則2條曲線幾乎交于一點(diǎn)
T1溫度后,體系中主要發(fā)生副反應(yīng),則2條曲線幾乎交于一點(diǎn)
。
③下列條件中,CH3OH平衡產(chǎn)率最大的是
A
A
(填字母序號(hào))。
A.220℃5MPa
B.220℃1MPa
C.300℃1MPa

【答案】
c
CO
?
c
H
2
O
c
C
O
2
?
c
H
2
;CD;
b
a
+
b
+
c
×100%;主反應(yīng)為放熱反應(yīng),副反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升溫副反應(yīng)正向進(jìn)行,主反應(yīng)逆向進(jìn)行,故CO2轉(zhuǎn)化率升高,CH3OH產(chǎn)率下降;>;T1溫度后,體系中主要發(fā)生副反應(yīng),則2條曲線幾乎交于一點(diǎn);A
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:96引用:7難度:0.4
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(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T2℃,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。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    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。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)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(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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