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全球變暖問題日益突出,CO2的再利用研究成為目前的科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重點(diǎn)研究問題。
Ⅰ.天津大學(xué)化學(xué)團(tuán)隊(duì)以CO2與辛胺為原料實(shí)現(xiàn)了甲酸和辛腈的高選擇性合成,裝置工作原理如圖。

(1)A極為電源的
負(fù)
負(fù)
(填“正”或“負(fù)”)極。
(2)陽極的電極反應(yīng)式為
CH3(CH26CH2NH2+4OH--4e-=CH3(CH26CN+4H2O
CH3(CH26CH2NH2+4OH--4e-=CH3(CH26CN+4H2O
。
Ⅱ.在傳統(tǒng)的熱化學(xué)研究中,CO、CO2與H2反應(yīng)分別存在如下平衡:
①CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH1
②CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH2=-90.4kJ/mol
若在反應(yīng)容器中加入氧化鈷(CoO)和金屬鈷,則會(huì)新增如下兩個(gè)平衡:
③CoO(s)+H2(g)?Co(s)+H2O(g)ΔH3=-13.2kJ/mol
④CoO(s)+CO(g)?Co(s)+CO2(g)ΔH4=-54.4kJ/mol
(1)實(shí)驗(yàn)測(cè)得,上述4個(gè)反應(yīng)平衡常數(shù)的lgK隨溫度變化關(guān)系的如圖甲所示,反應(yīng)①對(duì)應(yīng)的是圖中曲線
b
b
(填序號(hào)),判斷依據(jù)是
隨著
1
T
的增大,即T降低,a、c、d的K增大,說明a、c、d對(duì)應(yīng)的反應(yīng)都為放熱反應(yīng),反應(yīng)②③④都為放熱反應(yīng),而b線隨著
1
T
的增大,K減小,故反應(yīng)①對(duì)應(yīng)的是圖中b線
隨著
1
T
的增大,即T降低,a、c、d的K增大,說明a、c、d對(duì)應(yīng)的反應(yīng)都為放熱反應(yīng),反應(yīng)②③④都為放熱反應(yīng),而b線隨著
1
T
的增大,K減小,故反應(yīng)①對(duì)應(yīng)的是圖中b線
。

(2)在不同溫度下,按照n(CO2):n(H2)=1:2投料,只發(fā)生反應(yīng)①,測(cè)得H2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖乙所示。圖中T1
T2(填“>”或“<”);出現(xiàn)α(H2)突然增大的可能原因是
壓強(qiáng)增大到一定程度時(shí),水液化,平衡正向移動(dòng),α(H2)增大
壓強(qiáng)增大到一定程度時(shí),水液化,平衡正向移動(dòng),α(H2)增大
。
(3)不同壓強(qiáng)下,依然按照n(CO2):n(H2)=1:2投料,發(fā)生反應(yīng)①和②,測(cè)得甲醇的平衡產(chǎn)率、CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖甲、乙所示。由圖甲可知p1
p2(填“>”或“<”);圖乙中T0溫度時(shí),兩條曲線相交于一點(diǎn)的可能原因是
溫度高到一定程度時(shí),反應(yīng)以①為主,反應(yīng)①反應(yīng)前后氣體體積不發(fā)生改變,壓強(qiáng)改變,不影響CO2轉(zhuǎn)化率
溫度高到一定程度時(shí),反應(yīng)以①為主,反應(yīng)①反應(yīng)前后氣體體積不發(fā)生改變,壓強(qiáng)改變,不影響CO2轉(zhuǎn)化率
。

(4)某溫度下,在某恒容容器中充入1molCO2和3molH2,并加入足量的氧化鈷,發(fā)生反應(yīng)①、③和④;反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)測(cè)得氣體中,水蒸氣、CO2的體積分?jǐn)?shù)分別為0.30、0.10,則反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1=
1
1
。

【答案】負(fù);CH3(CH26CH2NH2+4OH--4e-=CH3(CH26CN+4H2O;b;隨著
1
T
的增大,即T降低,a、c、d的K增大,說明a、c、d對(duì)應(yīng)的反應(yīng)都為放熱反應(yīng),反應(yīng)②③④都為放熱反應(yīng),而b線隨著
1
T
的增大,K減小,故反應(yīng)①對(duì)應(yīng)的是圖中b線;<;壓強(qiáng)增大到一定程度時(shí),水液化,平衡正向移動(dòng),α(H2)增大;>;溫度高到一定程度時(shí),反應(yīng)以①為主,反應(yīng)①反應(yīng)前后氣體體積不發(fā)生改變,壓強(qiáng)改變,不影響CO2轉(zhuǎn)化率;1
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:10引用:2難度:0.5
相似題
  • 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:60引用:6難度:0.6
  • 2.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。

    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
  • 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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