空間站CO2還原轉(zhuǎn)化系統(tǒng)能把呼出的CO2捕集、分離并與空間站電解水系統(tǒng)產(chǎn)生的H2進(jìn)行加氫處理，從而實(shí)現(xiàn)空間站內(nèi)物料的循環(huán)利用。
（1）一種借助光將CO2轉(zhuǎn)化為CH4的催化機(jī)理如圖所示。該轉(zhuǎn)化過程總反應(yīng)的化學(xué)方程式是 CO2（g）+4H2（g） 催化劑 CH4（g）+2H2O（g）CO2（g）+4H2（g） 催化劑 CH4（g）+2H2O（g）；圖中所示的各物質(zhì)中，含有極性共價(jià)鍵的非極性分子是 CH4、CO2CH4、CO2（填化學(xué)式）。
（2）一定條件下，CO2和H2還可發(fā)生如下兩個(gè)平行反應(yīng)：
i.CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH1
ii.CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH2=-49.5kJ?mol-1
①已知相關(guān)鍵能數(shù)據(jù)如下表：
催化劑
催化劑
| 化學(xué)鍵 | H-H | H-O | C=O | C≡O(shè) |
| 鍵能/kJ?mol-1 | 436 | 464 | 803 | 1072 |
+42
+42
kJ?mol-1。②為了提高CH3OH的產(chǎn)率，理論上應(yīng)采用的措施是
D
D
（填標(biāo)號(hào)）。A．低溫低壓
B．高溫低壓
C．高溫高壓
D．低溫高壓
③保持溫度533K，壓強(qiáng)3MPa,按投料比
n
（
C
O
2
）
n
（
H
2
）
=
1
3
| 催化劑 | CO2轉(zhuǎn)化率 | CH3OH選擇性 |
| cat.1 | 21.9% | 67.3% |
| cat.2 | 36.1% | 100.0% |
B
B
（填標(biāo)號(hào)）。A．氣體壓強(qiáng)不再變化
B．氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化
C．CH3OH和H2O的物質(zhì)的量之比為1：1
D．CO2和H2的物質(zhì)的量之比不再變化
（3）一定條件下，向0.5L恒容密閉容器中充入1molCO2和3molH2，只發(fā)生上述反應(yīng)ii,達(dá)平衡時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率為80%，則該溫度下的平衡常數(shù)K=
3.74
3.74
（保留兩位小數(shù)）。（4）若恒容密閉容器中只發(fā)生上述反應(yīng)i,在進(jìn)氣比n（CO2）：n（H2）不同、溫度不同時(shí)，測(cè)得相應(yīng)的CO2平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。則B和D兩點(diǎn)的溫度T（B）
＜
＜
T（D）（填“＜”，“＞”，或“=”），其原因是 反應(yīng)i為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)變大，由于KB＜KD，則T（B）＜T（D）
反應(yīng)i為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)變大，由于KB＜KD，則T（B）＜T（D）
。
【答案】CO2（g）+4H2（g） CH4（g）+2H2O（g）；CH4、CO2；+42；D；B；3.74；＜；反應(yīng)i為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)變大，由于KB＜KD，則T（B）＜T（D）
催化劑
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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：102引用：4難度：0.6
相似題
-
1．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（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：59引用：6難度：0.6 -
2．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(cè)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(cè)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(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
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(hào)）。
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(yáng)極的電極反應(yīng)式為，一段時(shí)間后陰、陽(yáng)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 -
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(cè)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
相關(guān)試卷