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將CO2轉化為高附加值化學品已成為化學研究的重要課題,工業(yè)上利用CO2和異丁烷[CH(CH33]反應制備汽油添加劑的主要成分異丁烯[CH2═C(CH32]。
已知:
反應Ⅰ:CH(CH33(g)+CO2(g)?CH2=C(CH32(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH1=+165.2kJ?mol-1
反應Ⅱ:CH(CH33(g)?CH2=C(CH32(g)+H2(g)  ΔH2
反應Ⅲ:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)  ΔH3=-41.2kJ?mol-1
回答下列問題:
(1)則反應Ⅱ的ΔH2=
+124.0kJ?mol-1
+124.0kJ?mol-1

(2)向1.0L恒容密閉容器中加入1molCH(CH33(g)和1molCO2(g),利用反應Ⅰ制備異丁烯。已知正反應速率可表示為常數v=k?c[CH(CH33]?c(CO2),逆反應速率可表示為v=k?c[CH2=C(CH32]?c(CH2O)?c(CO),其中k、k為速率常數。
①圖1中能夠代表k的曲線為
L3
L3
(填“L1”“L2”“L3”或“L4”)。
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②溫度為T1時,反應Ⅰ的化學平衡常數K=
1
1
,平衡時CH(CH33的轉化率
50%(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)CH4-CO2重整技術是實現“碳中和”的一種理想的CO2利用技術,反應為CO2(g)+CH4?2CO(g)+2H2(g)。在pMPa時,將CO2和CH4按物質的量之比為1:1充入密閉容器中,分別在無催化劑及ZrO2催化下反應相同時間,測得CO2的轉化率與溫度的關系如圖2所示。
①a點,CO2的轉化率相等,原因是
溫度較高,催化劑失活
溫度較高,催化劑失活
。
②在pMPa、900℃、ZrO2催化條件下,將CO2、CH4、H2O(g)按物質的量之比為1:1:n充入密閉容器中,CO2的平衡轉化率為α,此時平衡常數Kp=
p
2
CO
p
2
H
2
p
C
O
2
p
C
H
4
p
2
CO
p
2
H
2
p
C
O
2
p
C
H
4
(以分壓表示,分壓=總壓×物質的量分數。用含α、n、p的計算表達式表示)。
(4)利用電化學可以將CO2有效轉化為甲酸根離子(HCOO-),裝置如圖3所示。已知:陰極生成的副產物是H2。當陽極生成O2的體積為224mL(標準狀況)時,測得陰極區(qū)內的c(HCOO-)=0.015mol?L-1,則電解效率為
75%
75%
(忽略電解前后溶液體積的變化。電解效率=
一段時間內生成目標產物轉移的電子數
一段時間內電解池轉移的電子總數
×100%)。

【答案】+124.0kJ?mol-1;L3;1;>;溫度較高,催化劑失活;
p
2
CO
p
2
H
2
p
C
O
2
p
C
H
4
;75%
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:34引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,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,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經25s后達到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數值lgp與溫度的關系如圖所示。
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    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2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進行計算)Pa2。
    ②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標號)。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質,以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為
     
    ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質量之比為
     
    。

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9難度:0.5
  • 2.反應 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,半分鐘后,C 的物質的量增 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.將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應開始前容器中的A、B的物質的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應速率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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