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對化學反應(yīng)原理的研究能讓我們更加深刻地認識化學反應(yīng),也是化學中最有魅力和挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域,依據(jù)所學的化學反應(yīng)原理知識和題干信息回答下列問題:
Ⅰ.面對氣候變化,我國承諾二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值,力爭2060年前實現(xiàn)碳中和?!疤歼_峰、碳中和”目標下,必須加強對二氧化碳資源開發(fā)利用的研究。
(1)往容積為2L的恒容密閉容器中通入2molCO2和6molH2,一定溫度下發(fā)生反應(yīng):2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g),20min時達到化學平衡狀態(tài),測得水蒸氣的物質(zhì)的量為2mol,前20min內(nèi),用H2表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為
0.1
0.1
mol?L-1?min-1,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率a(CO2)=
66.7
66.7
%(保留一位小數(shù))。[注:轉(zhuǎn)化率等于反應(yīng)物消耗的物質(zhì)的量與反應(yīng)物初始的物質(zhì)的量之比。]
(2)一種CO2電化學制甲酸的裝置如圖所示,電極a為
極(填“正”或“負”),寫出電極b的電極反應(yīng)式
CO2+2H++2e-=HCOOH
CO2+2H++2e-=HCOOH
。

Ⅱ.催化劑的研究是化學反應(yīng)原理中一個重要領(lǐng)域,催化劑往往是化學工業(yè)過程和技術(shù)改造更新的關(guān)鍵?;瘜W反應(yīng)中的活化能會顯著影響化學反應(yīng)速率,活化能越低,化學反應(yīng)速率越快。催化劑能加快化學反應(yīng)速率是因為它能改變反應(yīng)的路徑,降低反應(yīng)的活化能。
(3)CO2與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)。反應(yīng)中催化劑活性會因積碳反應(yīng)而降低,同時存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
積碳反應(yīng):CH4(g)═C(s)+2H2(g) 消碳反應(yīng):CO2(g)═C(s)+2CO(g)
活性能/kJ?mol-1 催化劑X 33 91
催化劑Y 43 72
由上表判斷,催化劑X
劣于
劣于
Y(填“優(yōu)于”或“劣于”),理由是
對于催化劑X,催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大,積碳反應(yīng)的速率小,而消碳反應(yīng)活化能相對小,消碳反應(yīng)速率大
對于催化劑X,催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大,積碳反應(yīng)的速率小,而消碳反應(yīng)活化能相對小,消碳反應(yīng)速率大
。
(4)催化劑的存在會顯著地加快H2O2的分解,某興趣小組研究I-催化分解H2O2歷程如下:
第一步:H2O2+I-═IO-+H2O(慢反應(yīng))
第二步:
IO-+H2O2=O2+I-+H2O
IO-+H2O2=O2+I-+H2O
(快反應(yīng))
反應(yīng)的活化能較大的為第
步(填“一”或“二”),第二步反應(yīng)的離子方程式為
IO-(aq)+H2O2(aq)=O2(g)+I-(aq)+H2O(l)
IO-(aq)+H2O2(aq)=O2(g)+I-(aq)+H2O(l)
。

【答案】0.1;66.7;負;CO2+2H++2e-=HCOOH;劣于;對于催化劑X,催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大,積碳反應(yīng)的速率小,而消碳反應(yīng)活化能相對小,消碳反應(yīng)速率大;IO-+H2O2=O2+I-+H2O;一;IO-(aq)+H2O2(aq)=O2(g)+I-(aq)+H2O(l)
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:12引用:3難度:0.7
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,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,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),達到平衡時,測得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后達到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。

    ①T℃時,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,此時的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進行計算)Pa2
    ②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標號)。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強
    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
  • 2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,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:60引用:6難度:0.6
  • 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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