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2023年全國政府工作報(bào)告指出,推動重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳減污。一種太空生命保障系統(tǒng)利用電解水供氧,生成的氫氣與宇航員呼出的二氧化碳在催化劑作用下生成水和甲烷,水可循環(huán)使用。
(1)已知CH4與H2的燃燒熱分別為890kJ?mol-1,286kJ?mol-1,H2O(l)=H2O(g)ΔH=44kJ?mol-1,寫出H2(g)與CO2(g)反應(yīng)生成CH4(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式
CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-166kJ?mol-1
CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-166kJ?mol-1
。
(2)一定溫度下,在恒容密閉容器中H2(g)與CO2(g)反應(yīng)生成CH4(g)和H2O(g)。
①能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
BCE
BCE
(填字母)。
A.v(CO2)=v(CH4
B.容器內(nèi)壓強(qiáng)一定
C.氣體平均相對分子質(zhì)量一定
D.氣體密度一定
E.CH4的體積分?jǐn)?shù)一定
②已知容器的容積為5L,初始加入0.2molCO2和0.6molH2,反應(yīng)平衡后測得CO2的轉(zhuǎn)化率為50%,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
625
625

③溫度不變,再加入CO2(g)、H2(g)、CH4(g)、H2O(g)各0.2mol,則v(正)
(填“>”“<”或“=”)v(逆)。
(3)工業(yè)上在一定條件下利用CO2與H2可直接合成有機(jī)中間體二甲醚:2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)。當(dāng)
n
H
2
n
C
O
2
=3時(shí),實(shí)驗(yàn)測得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度及壓強(qiáng)變化如圖所示。
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①該反應(yīng)的ΔH
(填“>”或“<”)0。
②圖中壓強(qiáng)(p)由大到小的順序是
p1>p2>p3
p1>p2>p3
。
(4)科學(xué)家研發(fā)出一種新系統(tǒng),通過“溶解”水中的二氧化碳,以觸發(fā)電化學(xué)反應(yīng),有效減少碳的排放,其工作原理如圖所示。
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①系統(tǒng)工作時(shí),a極為
負(fù)
負(fù)
極,b極區(qū)的電極反應(yīng)式為
2CO2+2H2O+2e-=2
HCO
-
3
+H2
2CO2+2H2O+2e-=2
HCO
-
3
+H2
。
②系統(tǒng)工作時(shí)b極區(qū)有少量固體析出,可能的原因是
Na+移向正極,遇到
HCO
-
3
有可能形成NaHCO3的過飽和溶液,有NaHCO3固體析出
Na+移向正極,遇到
HCO
-
3
有可能形成NaHCO3的過飽和溶液,有NaHCO3固體析出
。

【答案】CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-166kJ?mol-1;BCE;625;>;<;p1>p2>p3;負(fù);2CO2+2H2O+2e-=2
HCO
-
3
+H2;Na+移向正極,遇到
HCO
-
3
有可能形成NaHCO3的過飽和溶液,有NaHCO3固體析出
【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:2024/5/18 8:0:8組卷:45引用:2難度:0.5
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。
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    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
  • 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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