國家主席習(xí)近平提出了中國應(yīng)對氣候變化的兩個目標:二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,于2060年前實現(xiàn)碳中和。因此,研發(fā)CO2利用技術(shù)、降低空氣中CO2含量成為了研究熱點。為減少CO2對環(huán)境造成的影響,可采用“CO2催化加氫制甲醇”方法將其資源化利用。該反應(yīng)體系中涉及以下兩個反應(yīng):
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2
回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的lnK(K代表化學(xué)平衡常數(shù))隨1T(溫度的倒數(shù))的變化如圖1所示。△H1小于小于0(填“大于”或“小于”或“等于”);升高溫度,反應(yīng)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的化學(xué)平衡常數(shù) 減小減小(填“增大”或“減小”或“不變”)。
(2)上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后,下列說法正確的有 ABAB。
A.增大CO的濃度,反應(yīng)I的平衡向正反應(yīng)方向移動
B.降低溫度,反應(yīng)I和II的正、逆反應(yīng)速率都減小
C.恒溫恒容下充入氦氣,反應(yīng)I的平衡向正反應(yīng)方向移動
D.增大壓強,反應(yīng)I和II重新達到平衡的時間不同
(3)恒壓下將CO2和H2按體積比1:3混合,在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)I和反應(yīng)II,在相同的時間段內(nèi)CH3OH的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如圖2。
其中:CH3OH的選擇性=CH3OH的物質(zhì)的量反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量×100%
①在上述條件下合成甲醇的工業(yè)條件是 BDBD。
A.210℃
B.230℃
C.催化劑CZT
D.催化劑CZ(Zr-1)T
②在230℃以上,升高溫度CO2的轉(zhuǎn)化率增大,但甲醇的產(chǎn)率降低,原因是 230℃以上,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ的平衡向逆反應(yīng)方向移動,反應(yīng)Ⅱ的平衡向正反應(yīng)方向移動,但溫度對反應(yīng)Ⅱ的平衡影響更大230℃以上,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ的平衡向逆反應(yīng)方向移動,反應(yīng)Ⅱ的平衡向正反應(yīng)方向移動,但溫度對反應(yīng)Ⅱ的平衡影響更大。
(4)恒溫恒壓密閉容器中,加入2molCO2和4molH2,只發(fā)生反應(yīng)I和反應(yīng)Ⅱ,初始壓強為p0,在300℃發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)達平衡時,CO2的轉(zhuǎn)化率為50%,容器體積減小20%。則達到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為 55%55%,反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K=0.220.22 (保留兩位有效數(shù)字)。
1
T
C
H
3
OH
的物質(zhì)的量
反應(yīng)的
C
O
2
的物質(zhì)的量
【答案】小于;減?。籄B;BD;230℃以上,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ的平衡向逆反應(yīng)方向移動,反應(yīng)Ⅱ的平衡向正反應(yīng)方向移動,但溫度對反應(yīng)Ⅱ的平衡影響更大;55%;0.22
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:84引用:5難度:0.4
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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=
(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
(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
②若只改變一個反應(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
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:59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)=
(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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