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對CO2的綜合利用是化學(xué)工作者實(shí)現(xiàn)“碳中和”重點(diǎn)研究的課題。
(1)一種新的循環(huán)利用方案是用Bosch反應(yīng)CO2(g)+2H2(g)?C(s)+2H2O(g)ΔH。
①已知“生成焓是一定條件下,由其對應(yīng)最穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol化合物時(shí)的反應(yīng)熱”。CO2(g)和H2O(g)的生成焓為-394kJ/mol和-242kJ/mol。則ΔH=
-90
-90
kJ/mol。
②若要此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行
低溫
低溫
(填“高溫”或“低溫”)更有利。
③Bosch反應(yīng)必須在高溫下才能啟動(dòng),原因是
斷裂CO2和H2的共價(jià)鍵所需的能量較高,即該反應(yīng)所需的活化能較高
斷裂CO2和H2的共價(jià)鍵所需的能量較高,即該反應(yīng)所需的活化能較高

(2)350℃時(shí),向體積為2L的恒容密閉容器中通入8molH2和4molCO2發(fā)生Bosch反應(yīng)。若反應(yīng)起始和平衡時(shí)溫度相同(均為350℃),測得反應(yīng)過程中壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如表所示:
時(shí)間/min 0 10 20 30 40 50 60
壓強(qiáng) 6.00P 5.60P 5.30P 5.15P 5.06P 5.00P 5.00P
①350℃時(shí)Bosch反應(yīng)的Kp=
1
p
1
p
(Kp為用氣體的分壓表示的平衡常數(shù),分壓=氣體的體積分?jǐn)?shù)×體系總壓)。
②Bosch反應(yīng)的速率方程:v=k?c(CO2)?c2(H2),v=k?c2(H2O)(k是速率常數(shù),只與溫度有關(guān))。30min時(shí),
k
k
c
2
H
2
O
c
C
O
2
c
2
H
2
(填“>”“<”或“=”);
Ⅱ.二氧化碳也可用干尿素的制備:一定條件下,向10L恒容密閉容路中充入2molNH3和1molCO2,發(fā)生反應(yīng):2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(s)+H2O(g)ΔH<0。
(3)該反應(yīng)6min時(shí)達(dá)到平衡,測得容器中氣體密度為5.4g?L-1,如圖是該條件下,系統(tǒng)中尿素的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間的變化趨勢,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到2min時(shí),迅速將體系升溫(僅發(fā)生上述反應(yīng)),請?jiān)趫D中畫出2~8min內(nèi)容器中尿素的物質(zhì)的量的變化趨勢曲線
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。
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【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算
【答案】-90;低溫;斷裂CO2和H2的共價(jià)鍵所需的能量較高,即該反應(yīng)所需的活化能較高;
1
p
;>;菁優(yōu)網(wǎng)
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:16引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
    Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
    Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
    (1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
    i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
    ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
    ①ΔH1=
     
    kJ?mol-1
    ②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應(yīng)I速率影響更大,其原因是
     
    。
    (2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
     
    。
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    (3)在800℃時(shí),
    n
    C
    O
    2
    n
    C
    2
    H
    6
    =
    1
    3
    ,充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應(yīng),初始?jí)簭?qiáng)為P,一段時(shí)間達(dá)到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。計(jì)算結(jié)果用最簡分式表示)。
    (4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時(shí),向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)測得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)?c2(H2),k、k為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時(shí)
    k
    k
     
    (用含有m的代數(shù)式表示)。
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    (5)我國科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
    ①M(fèi)是電源的
     
    極。
    ②陽極電極反應(yīng)式是
     
    。

    發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6
  • 2.一定條件下,可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計(jì)算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計(jì)算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個(gè)競爭反應(yīng)化學(xué)方程式如下:
    Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
    Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
    現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應(yīng),相同時(shí)間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
    已知:有效轉(zhuǎn)化率=
    制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量
    原料總的轉(zhuǎn)化量
    ×100%
    下列說法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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