清潔能源的綜合利用以及二氧化碳的研發(fā)利用,可有效降低碳排放,均是實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”的重要途徑,我國力爭于2030年前做到碳達峰,2060年前實現(xiàn)碳中和。
Ⅰ.利用反應(yīng):2CO2(g)+C2H6(g)?4CO(g)+3H2(g)可減少CO2的排放。
(1)CO2的結(jié)構(gòu)式為 O=C=OO=C=O,C2H6分子中極性鍵與非極性鍵的個數(shù)比為 6:16:1。
(2)圖甲是298K時相關(guān)物質(zhì)的相對能量,則上述反應(yīng)的ΔH=+430+430kJ/mol。
(3)下列關(guān)于該反應(yīng)的說法錯誤的是 BCBC。
a.在恒容絕熱的條件下,溫度不再改變,說明該反應(yīng)已達平衡狀態(tài)
b.在恒溫恒壓的條件下,充入稀有氣體氦氣,平衡不移動
c.平衡向右移動,平衡常數(shù)K一定增大
d.該反應(yīng)在高溫條件下自發(fā)
(4)該反應(yīng)的凈反應(yīng)速率方程:v=k正c2(CO2)?c(C2H6)-k逆c4(CO)?c3(H2)(k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度、催化劑、接觸面積有關(guān),與濃度無關(guān))。溫度為T1℃時,k正=0.4k逆,溫度為T2℃時,k正=1.6k逆,則T1<<T2(填“>”、“<”或“=”)。
Ⅱ.乙烯的產(chǎn)量是衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)第一套自主研發(fā)的乙烷裂解制乙烯的大型生產(chǎn)裝置建成。已知該項目中乙烷制乙烯的反應(yīng)原理為:
主反應(yīng):C2H6(g)?CH2=CH2(g)+H2(g)
副反應(yīng):2C2H6(g)?CH2=CH2(g)+2CH4(g)
在一定溫度下,在2L恒容密閉容器中充入7molC2H6。進行反應(yīng),達到平衡時CH4和H2的體積分?jǐn)?shù)均為20%,則:
(5)乙烷的總轉(zhuǎn)化率為 57.14%57.14%(保留4位有效數(shù)字)。
(6)該溫度下主反應(yīng)的平衡常數(shù)K為 11mol/L。
【答案】O=C=O;6:1;+430;BC;<;57.14%;1
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:44引用:3難度:0.6
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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=
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
(3)在800℃時,=n(CO2)n(C2H6),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),初始壓強為P,一段時間達到平衡,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=13
(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,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)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時═k逆k正
(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是電源的
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)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=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 -
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=×100%制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
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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