二氧化碳資源化利用是目前研究的熱點(diǎn)之一。
(1)二氧化碳可用于重整天然氣制合成氣(CO和H2)。
①已知下列熱化學(xué)方程式:
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H1=206kJ?mol-1
CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)△H 2=-165 kJ?mol-1
則反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)的△H=+247+247kJ?mol-1。
②最近我國學(xué)者采用電催化方法用CO2重整CH4制取合成氣,裝置如圖所示。裝置工作時,陽極的電極反應(yīng)式為CH4+O2--2e-=CO+2H2CH4+O2--2e-=CO+2H2。
(2)由二氧化碳合成VCB(鋰電池電解質(zhì)的添加劑)的實(shí)驗(yàn)流程如下,已知EC、VCB核磁共振氫譜均只有一組峰,均含五元環(huán)狀結(jié)構(gòu),EC能水解生成乙二醇。
VCB的結(jié)構(gòu)簡式為。
(3)乙烷直接熱解脫氫和CO2氧化乙烷脫氫的相關(guān)化學(xué)方程式及平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如下:
(I)乙烷直接熱解脫氫:C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)△H1
(Ⅱ)CO2氧化乙烷脫氫:C2H6(g)+CO2(g)?C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)△H 2
①反應(yīng)(I)的△H1= +123.5+123.5kJ?mol-1(填數(shù)值,相關(guān)鍵能數(shù)據(jù)如表)。
化學(xué)鍵 | C-C | C=C | C-H | H-H |
鍵能/kJ?mol-1 | 347.7 | 615 | 413.4 | 436.0 |
反應(yīng)Ⅱ相當(dāng)于反應(yīng)Ⅰ中乙烷熱解的產(chǎn)物H2,與CO2進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng):CO2+H2→CO+H2O,降低了反應(yīng)Ⅰ中生成物H2的濃度,使平衡向生成乙烯的方向移動
反應(yīng)Ⅱ相當(dāng)于反應(yīng)Ⅰ中乙烷熱解的產(chǎn)物H2,與CO2進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng):CO2+H2→CO+H2O,降低了反應(yīng)Ⅰ中生成物H2的濃度,使平衡向生成乙烯的方向移動
(從平衡移動角度說明)。③有學(xué)者研究納米Cr2O3催化CO2氧化乙烷脫氫,通過XPS測定催化劑表面僅存在Cr6+和Cr3+,從而說明催化反應(yīng)歷程為:C2H6(g)→C2H4(g)+H2(g),
3CO2+Cr2O3→2CrO3+3CO
3CO2+Cr2O3→2CrO3+3CO
和2CrO3+3H2→Cr2O3+3H2O
2CrO3+3H2→Cr2O3+3H2O
(用方程式表示,不必注明反應(yīng)條件)。④在三個容積相同的恒容密閉容器中,溫度及起始時投料如下表所示,三個容器均只發(fā)生反應(yīng):C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)。溫度及投料方式(如下表所示),測得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如表:
容器1 | 容器2 | 容器3 | |
反應(yīng)溫度T/K | 600 | 600 | 500 |
反應(yīng)物投入量 | 1mol C2H6 | 2mol C2H4+2molH2 | 1mol C2H6 |
平衡時v正(C2H4)/mol?L-1?s-1 | v1 | v2 | v3 |
平衡時c(C2H4)/mol?L-1 | c1 | c2 | c3 |
平衡常數(shù)K | K1 | K2 | K3 |
AD
AD
(填標(biāo)號)。A.K1=K2,v1<v2 B.K1<K3,v1<v3
C.v2>v3,c2>2c3 D.c2+c3<3c1
【答案】+247;CH4+O2--2e-=CO+2H2;;+123.5;反應(yīng)Ⅱ相當(dāng)于反應(yīng)Ⅰ中乙烷熱解的產(chǎn)物H2,與CO2進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng):CO2+H2→CO+H2O,降低了反應(yīng)Ⅰ中生成物H2的濃度,使平衡向生成乙烯的方向移動;3CO2+Cr2O3→2CrO3+3CO;2CrO3+3H2→Cr2O3+3H2O;AD
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:13引用:2難度:0.4
相似題
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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=
(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(dá)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(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( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60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