我國對(duì)世界鄭重承諾:2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。研發(fā)針對(duì)二氧化碳的碳捕捉和碳利用技術(shù)是其中的關(guān)鍵。
(1)工業(yè)尾氣中的CO2可以用NaOH溶液捕獲。常溫下,如果實(shí)驗(yàn)測得捕獲CO2后的溶液中c(HCO3-):c(CO32-)=2:1,則此時(shí)溶液的pH=1010(已知常溫下,H2CO3的Ka1=4.0×10-7;Ka2=5.0×10-11)。
(2)利用CO2制備甲醇,其反應(yīng)方程式為CO2(g)+3H2(g) 催化劑 CH3OH(g)+H2O(g)。已知CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.3kJ?mol-1;CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-90.8kJ?mol-1,則該反應(yīng)的ΔH=-49.5kJ?mol-1-49.5kJ?mol-1。
(3)為探究用CO2生產(chǎn)甲醇的反應(yīng)原理CO2(g)+3H2(g) 催化劑 CH3OH(g)+H2O(g)?,F(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在2L恒溫密閉容器中,充入0.04molCO2和0.08molH2,測得其壓強(qiáng)(p)隨時(shí)間(t)變化(如圖1)曲線Ⅰ所示。
①用CO2來表示5min內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率 0.002mol/(L?min)0.002mol/(L?min)。
②其他條件相同時(shí),若只改變某一條件,曲線由Ⅰ變化為Ⅱ,則改變的條件是 加入合適催化劑加入合適催化劑。
③該溫度下,此反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=4.44×10-114.44×10-11Pa-2(保留三位有效數(shù)字)。(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×該組分的物質(zhì)的量各組分的總物質(zhì)的量)
(4)工業(yè)上利用太陽能電池將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯,以稀硫酸為電解質(zhì)溶液,工作原理如圖2所示。則N極上的電極反應(yīng)式為 2H2O-4e-═4H++O2↑2H2O-4e-═4H++O2↑;該電解池中所發(fā)生的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2CO2+2H2O 通電 C2H4+3O2↑2CO2+2H2O 通電 C2H4+3O2↑。
催化劑
催化劑
該組分的物質(zhì)的量
各組分的總物質(zhì)的量
通電
通電
【答案】10;-49.5kJ?mol-1;0.002mol/(L?min);加入合適催化劑;4.44×10-11;2H2O-4e-═4H++O2↑;2CO2+2H2O C2H4+3O2↑
通電
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:36引用:1難度:0.5
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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(duì)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(duì)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(shí),=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?jí)簭?qiáng)為P,一段時(shí)間達(dá)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(shí),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(shí)間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)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(shí)═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(fèi)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(jì)算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)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(jì)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(gè)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(shí)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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