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2021年碳中和理念成為熱門,CCUS(CarbonCapture,UtilizaionandStorage)碳捕獲、利用與封存技術(shù)能實(shí)現(xiàn)二氧化碳資源化,產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。
Ⅰ.回答下列問題
(1)捕獲的高濃度CO2能與CH4制備合成氣(CO、H2),科學(xué)家提出制備“合成氣”反應(yīng)歷程分兩步進(jìn)行,能量變化如圖甲所示:
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反應(yīng)①:CH4(g)?C(s)+2H2(g)
反應(yīng)②:C(s)+CO2(g)?2CO(g)
結(jié)合圖象寫出CH4與CO2制備“合成氣”的熱化學(xué)方程式:
CH4(g)+CO2(g)?2CO(s)+2H2(g)ΔH=(c-a)kJ/mol
CH4(g)+CO2(g)?2CO(s)+2H2(g)ΔH=(c-a)kJ/mol
。
決定該反應(yīng)快慢的是分步反應(yīng)中的反應(yīng)
(填序號(hào))
(2)“合成氣”在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)制備甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),某溫度下在一恒壓容器中分別充入1.2molCO和1molH2,達(dá)到平衡時(shí)容器體積為2L,且含有0.4molCH3OH(g),反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
50
50
,此時(shí)向容器中再通入0.35molCO氣體,則此平衡將
逆向
逆向
(填“正向”“不”或“逆向”)移動(dòng)。
Ⅱ.二氧化碳可合成低碳烯烴
(3)2CO2(g)+6H2(g)?CH2═CH2(g)+4H2O(g)ΔH,在恒容密閉容器中,反應(yīng)溫度、投料比[
n
H
2
n
C
O
2
=
x
]對(duì)CO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響如圖乙所示。a
3(填“>”“<”或“=”);M、N兩點(diǎn)的反應(yīng)速率v(M)
v(N)(填“>”“<”或“=”);M、N兩點(diǎn)的反應(yīng)平衡常數(shù)KM
KN(填“>”“<”或“=”)
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(4)用如圖丙裝置模擬科學(xué)研究在堿性環(huán)境中電催化還原CO2制乙烯(X、Y均為新型電極材料,可減少CO2和堿發(fā)生副反應(yīng)),X極上的電極反應(yīng)式為
2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-
2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-
。
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【答案】CH4(g)+CO2(g)?2CO(s)+2H2(g)ΔH=(c-a)kJ/mol;①;50;逆向;>;<;>;2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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:46引用:3難度:0.6
相似題
  • 1.甲醇CH3OH是一種重要的化工原料,在生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。
    (1)已知
    甲醉脫水反應(yīng)Ⅰ2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9kJ?mol-1
    甲醇制烯烴反應(yīng)Ⅱ2CH3OH(g)═C2H4(g)+2H2O(g)△H2=-29.1kJ?mol-1
    乙醇異構(gòu)化反應(yīng)ⅢC2H5OH(g)═CH3OCH3(g)△H3=+50.7kJ?mol-1
    ①屬于吸熱反應(yīng)的是
     
    (填羅馬數(shù)字)。
    ②反應(yīng)Ⅰ中,反應(yīng)物具有的總能量
     
    (填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的總能量。
    ③反應(yīng)Ⅱ的△S
     
    0(填“>”或“=”或者“<”),該反應(yīng)
     
    在任意溫度下自發(fā)(填“能或“不能”)。
    ④則乙烯氣相直接水合反應(yīng)
    C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)的△H=
     
    kJ?mol-1
    (2)合成CH3OH的一種反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)。一定條件下,將1molCO和2molH2在1L容器中發(fā)生上述反應(yīng)。經(jīng)過2 min反應(yīng)生成了amolCH3OH(反應(yīng)前后體積不變)
    ①此時(shí)CO的濃度為
     
    mol/L。
    ②2min內(nèi)用H2表示該反應(yīng)的速率為v(H2)=
     
    mol(L?min)。
    ③升高溫度,反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小,則該反應(yīng)為
     
    (填“吸熱反應(yīng)”或“放熱反應(yīng)”)。
    一定能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是
     
    。
    A.CO、C2H5OH的濃度相等
    B.2v(CO)=v(H2
    C.混合氣體的密度保持不變
    D.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變

    發(fā)布:2024/11/4 8:0:2組卷:7引用:1難度:0.5
  • 2.(1)已知:
    甲醇脫水反應(yīng)   2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9kJ?mol-1
    甲醇制烯烴反應(yīng)  2CH3OH(g)═C2H4 (g)+2H2O(g)△H2=-29.1kJ?mol-1
    乙醇異構(gòu)化反應(yīng)  C2H5OH (g)═CH3OCH3(g)△H3=+50.7kJ?mol-1
    則乙烯氣相直接水合反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:
     
    。
    (2)如圖為乙烯氣相直接水合法制備乙醇中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系(其中n(H2O):n(C2H4)=1:1)。
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    若p2=8.0MPa,列式計(jì)算A點(diǎn)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);結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位);
    (3)以乙烯為燃料,氧氣為氧化劑,KOH溶液為電解質(zhì)溶液,可制成燃料電池(電極材料為惰性電極)。
    ①若KOH溶液足量,則負(fù)極的電極反應(yīng)式
     

    ②若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.75mol,當(dāng)有0.25mol乙烯參與反應(yīng)時(shí)(假設(shè)電解質(zhì)溶液體積變化忽略不計(jì)),則反應(yīng)后電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是
     
    。

    發(fā)布:2024/11/4 8:0:2組卷:21引用:1難度:0.6
  • 3.(1)煤氣化制合成氣(CO 和 H2
    已知:C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H1=131.3 kJ?mol-1
    C(s)+2H2 O(g)═CO2(g)+2H2(g)△H2=90 kJ?mol-1
    則一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是
     

    (1)由合成氣制甲醇
    合成氣 CO 和H2 在一定條件下能發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0。
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    ①在容積均為 V L 的甲、乙、丙、丁四個(gè)密閉容器中分別充入 a mol CO 和 2a mol H2,四個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為 T1、T2、T3、T4 且恒定不變。在其他條件相同的情況下,實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)進(jìn)行到 t min 時(shí)H2 的體積分?jǐn)?shù)如圖1所示,則T3 溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)為
     
    (用 a、V 表示)
    ②如圖2反映的是在T3 溫度下,反應(yīng)進(jìn)行 t min 后甲醇的體積分?jǐn)?shù)與反應(yīng)物初始投料比
    c
    CO
    c
    H
    2
      的關(guān)系,請(qǐng)畫出T4 溫度下的變化趨勢曲線。
    ③在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,為測定恒溫恒壓條件下反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),可作
    為判斷依據(jù)的是
     

    A.管道內(nèi)氣體密度保持不變B.CO 的體積分?jǐn)?shù)保持不變
    C.氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變D.c(H2)=2c(CH3OH)
    (3)由甲醇制烯烴
    主反應(yīng):2CH3OH?C2H4+2H2Oi;3CH3OH?C3H6+3H2Oii
    副反應(yīng):2CH3OH?CH3OCH3+H2Oiii
    某實(shí)驗(yàn)室控制反應(yīng)溫度為 400℃,在相同的反應(yīng)體系中分別填裝等量的兩種催化劑(Cat.1 和 Cat.2),以恒定的流速通入 CH3OH,在相同的壓強(qiáng)下進(jìn)行甲醇制烯烴的對(duì)比研究,得到如圖3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(選擇性:轉(zhuǎn)化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比)
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    由圖象可知,使用 Cat.2 反應(yīng) 2 h 后甲醇的轉(zhuǎn)化率與乙烯和丙烯的選擇性均明顯下降,可能的原因是(結(jié)合碰撞理論解釋)
     

    發(fā)布:2024/11/4 8:0:2組卷:43引用:2難度:0.3
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