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-1CO2(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 BCEBCE(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 625625。
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(H2)n(CO2)=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。
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>p3p1>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。
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-=2HCO-3+H22CO2+2H2O+2e-=2HCO-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。
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)
HCO
-
3
HCO
-
3
HCO
-
3
HCO
-
3
【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+H2;Na+移向正極,遇到有可能形成NaHCO3的過飽和溶液,有NaHCO3固體析出
HCO
-
3
HCO
-
3
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/5/18 8:0:8組卷:45引用:2難度:0.5
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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=
(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
(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。
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
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 -
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)=
(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
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