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我國提出爭取在2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和,這對于改善環(huán)境、實現(xiàn)綠色發(fā)展至關重要。其中二氧化碳轉化技術是當前研究熱點。
Ⅰ.利用溫室氣體CO2和CH4制備燃料合成氣(CO、H2),計算機模擬單個CO2分子與CH4分子的反應歷程如圖所示
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(1)制備合成氣CO、H2總反應的熱化學方程為
CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+(E5-E1)NAeV/mol
CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+(E5-E1)NAeV/mol
。
(2)向密閉容器中充入等體積的CO2和CH4,測得平衡時壓強對數(shù)lgp(CO2)和lgp(H2)的關系如圖所示。(壓強的單位為:MPa)
①T1
T2(填“>”“<”或“=”)。
②溫度為T1時,該反應的壓強平衡常數(shù)Kp=
0.01或0.01(MPa)2
0.01或0.01(MPa)2
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Ⅱ.二氧化碳加氫合成甲醇是化學固碳的一種有效途徑,不僅可以有效減少空氣中的CO2排放,而且還能制備出甲醇清潔能源。反應如下:①ΔH1=-58kJ?mol-1;CO2和H2還可發(fā)生副反應生成CO,反應如下:②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ?mol-1
(3)在恒溫恒容密閉容器中發(fā)生反應CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),下列能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是
AD
AD
(填標號)。
A.氣體的總壓強不再隨時間而變化
B.氣體的密度不再隨時間而變化
C.反應體系的溫度保持不變
D.單位時間內斷裂CO2中C=O鍵數(shù)目與斷裂H2O中O-H鍵數(shù)目相等
(4)使用新型催化劑,將1molCO2和3molH2在一恒容密閉容器中進行反應,CO2的平衡轉化率和甲醇的選擇率(甲醇的選擇率:轉化的CO2中生成甲醇的物質的量分數(shù))隨溫度變化如圖所示:菁優(yōu)網
①達到平衡時,反應體系內甲醇的產量最高的是
F
F
(填“D”、“E”、“F”)。
②隨著溫度的升高,CO2的平衡轉化率增大,甲醇的選擇率降低,是因為:
反應①放熱,反應②吸熱,隨溫度升高,反應①逆向移動,反應②正向移動,且反應②正向移動的幅度更大,所以CO2的平衡轉化率增大,甲醇的選擇率降低
反應①放熱,反應②吸熱,隨溫度升高,反應①逆向移動,反應②正向移動,且反應②正向移動的幅度更大,所以CO2的平衡轉化率增大,甲醇的選擇率降低

Ⅲ.常溫下,用NaOH溶液作CO2捕捉劑不僅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工產品Na2CO3。
(5)若某次捕捉后得到pH=10的溶液,則溶液中c(
CO
2
-
3
):c(
HCO
-
3
)=
0.47
0.47
[常溫下K1(H2CO3)=4.5×10-7、K2(H2CO3)=4.7×10-11]。
(6)現(xiàn)有46.6gBaSO4固體,每次用1L1.8mol/LNa2CO3溶液處理,若使BaSO4中的
SO
2
-
4
全部轉化到溶液中,需要反復處理
3
3
次。[已知:Ksp(BaCO3)=2.5×10-9、Ksp(BaSO4)=1.0×10-10]

【答案】CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+(E5-E1)NAeV/mol;>;0.01或0.01(MPa)2;AD;F;反應①放熱,反應②吸熱,隨溫度升高,反應①逆向移動,反應②正向移動,且反應②正向移動的幅度更大,所以CO2的平衡轉化率增大,甲醇的選擇率降低;0.47;3
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:59引用:2難度:0.4
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2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經25s后達到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內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與溫度的關系如圖所示。
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    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,以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為
     
    ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質量之比為
     

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 2.反應 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.將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應開始前容器中的A、B的物質的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應速率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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