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2020年中國向世界宣布2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。轉(zhuǎn)化和吸收CO2的研究成為更加迫切的任務(wù)。
(1)在催化劑作用下CO2和H2發(fā)生反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g)ΔH1。已知298K
時(shí),部分物質(zhì)的相對能量如下表所示(忽略ΔH隨溫度的變化)。
物質(zhì) CO2(g) H2O(l) H2O(g) H2(g) C2H4(g)
相對能量(kJ?mol-1 -393 -286 -242 0 52
則ΔH1=
-130
-130
kJ?mol-1,該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的條件是
較低溫度
較低溫度
(填“較高溫度”或“較低溫度”)。
(2)在恒溫恒容條件下,向密閉容器中充入CO2、H2,加入合適催化劑,發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,下列情況表明反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài)的是
AC
AC
(填序號)。
A.C2H4的體積分?jǐn)?shù)保持不變
B.混合氣體密度保持不變
C.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
D.混合氣體中C2H4與H2O(g)的分壓之比不變
(3)在一體積不變的密閉容器中投入0.4molCO2和1.2molH2,發(fā)生反應(yīng)1,測得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示;菁優(yōu)網(wǎng)
①隨著溫度升高,不同壓強(qiáng)下,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率接近相等,原因是
隨著溫度升高,壓強(qiáng)對平衡的影響逐漸減小
隨著溫度升高,壓強(qiáng)對平衡的影響逐漸減小
。
②若反應(yīng)平衡時(shí)M點(diǎn)(p2對應(yīng)壓強(qiáng)下)密閉容器的體積為2L,請列出計(jì)算N點(diǎn)條件下反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)的計(jì)算式K=
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(只列計(jì)算式)。
(4)CO2催化加H2還可能生成其他含碳化合物。研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)e、Co固體雙催化劑的成分對相同時(shí)間內(nèi)CO2轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性有重要作用,部分研究數(shù)據(jù)如下表所示:
實(shí)驗(yàn)編號 n(Fe):n(CO) CO2轉(zhuǎn)化率/% CO選擇性/% CH4選擇性/% C2H4選擇性/% 反應(yīng)后固體的成分
1 100:0 1.1 100 0 0 Fe和少量Fe3O4
2 50:50 30.5 36.8 42.9 20.3 Fe和Co
3 0:100 69.2 2.7 97.1 0.2 Co
下列說法錯(cuò)誤的是
D
D
(填序號)。
A.實(shí)驗(yàn)1中生成Fe3O4的化學(xué)方程式為3Fe+4CO2═Fe3O4+4CO
B.用該方法制備CH4時(shí),最好選用金屬Co作催化劑
C.n(Fe):n(Co)對該制備過程影響很大
D.若生成等物質(zhì)的量的CH4和C2H4,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)比值為2:1
(5)在一定條件下,選擇合適的催化劑使CO2只發(fā)生轉(zhuǎn)化為CO的反應(yīng);CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH>0。調(diào)整CO2和H2初始投料比,測得在一定投料比和一定溫度下,該反應(yīng)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示:
已知:Kx是以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的化學(xué)平衡常數(shù);反應(yīng)速率v=v-v=kx(CO2)x(H2)-kx(CO)x(H2O),k、k分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù),x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。B、E、F三點(diǎn)反應(yīng)溫度最高的是
F
F
點(diǎn),計(jì)算E點(diǎn)所示的投料比在從起始到平衡的過程中,當(dāng)CO2轉(zhuǎn)化率達(dá)到40%時(shí),
v
v
=
2.25
2.25
。菁優(yōu)網(wǎng)

【答案】-130;較低溫度;AC;隨著溫度升高,壓強(qiáng)對平衡的影響逐漸減??;
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;D;F;2.25
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:40引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)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(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(dá)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(shí)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。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    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
     
    (填“>”或“<”)0,此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2
    ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號)。
    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。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)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(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(  )

    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(shí)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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