CO2的綜合利用是科學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。
Ⅰ.化學(xué)鏈燃燒是一種通過(guò)載氧體實(shí)現(xiàn)燃料與空氣無(wú)接觸燃燒的綠色燃燒方式。CaSO4是一種成本低、無(wú)重金屬污染的優(yōu)良載氧體,基于CaSO4載氧體的CO化學(xué)鏈燃燒原理如圖1所示。
已知:①CO的燃燒熱為283.0kJ?mol-1
②空氣反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng):CaS(s)+2O2(g)═CaSO4(s)ΔH=-956.4kJ/mol
(1)寫(xiě)出燃料反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:4CO(g)+CaSO4(s)=4CO2(g)+CaS(s)△H=-176kJ?mol-14CO(g)+CaSO4(s)=4CO2(g)+CaS(s)△H=-176kJ?mol-1。
Ⅱ.CH4-CO2催化重整的方程式為:CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)ΔH>0。一定溫度下,將等物質(zhì)的量的CH4和CO2充入剛性密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)。
(2)下列說(shuō)法能作為此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)判據(jù)的是 aa(填標(biāo)號(hào))。
a.混合氣體壓強(qiáng)不再變化
b.混合氣體密度不再改變
c.v正(CO2)=v逆(H2)
d.c(CO2):c(H2):c(CH4):c(CO)=1:2:1:2
(3)相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得選用不同催化劑時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖2所示。
①a點(diǎn)所處的狀態(tài) 不是不是化學(xué)平衡狀態(tài)(填“是”或“不是”)。
②CH4的轉(zhuǎn)化率:c>b的原因是 其他條件相同時(shí),溫度升高,反應(yīng)速率增大其他條件相同時(shí),溫度升高,反應(yīng)速率增大。
(4)T1℃時(shí),在初始?jí)簭?qiáng)為p0的容器中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,測(cè)得CO2的體積分?jǐn)?shù)為30%,則CH4的轉(zhuǎn)化率為 25%25%;該溫度下,此反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=136p20136p20(kPa)2。
Ⅲ.(5)利用多晶銅高效催化電解CO2制乙烯的原理如圖3所示。因電解前后電解液濃度幾乎不變,故可實(shí)現(xiàn)CO2的連續(xù)轉(zhuǎn)化。
①電解過(guò)程中HCO-3向 鉑鉑(填“鉑”或“多晶銅”)電極方向移動(dòng)。
②多晶銅電極的電極反應(yīng)式為 14CO2+12e-+8H2O=C2H4+12HCO-314CO2+12e-+8H2O=C2H4+12HCO-3。
③理論上當(dāng)生產(chǎn)0.05mol乙烯時(shí),鉑電極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)況下體積為 16.8L16.8L(不考慮氣體的溶解)。
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HC
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HCO
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【答案】4CO(g)+CaSO4(s)=4CO2(g)+CaS(s)△H=-176kJ?mol-1;a;不是;其他條件相同時(shí),溫度升高,反應(yīng)速率增大;25%;;鉑;14CO2+12e-+8H2O=C2H4+12;16.8L
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【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(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:20引用:1難度:0.5
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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( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6 -
2.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái),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(lái)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=
(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
(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
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
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(yáng)極的電極反應(yīng)式為發(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)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(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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