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(CH3)3]反應制備汽油添加劑的主要成分異丁烯[CH2═C(CH3)2]。
已知:
反應Ⅰ:CH(CH3)3(g)+CO2(g)?CH2=C(CH3)2(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH1=+165.2kJ?mol-1
反應Ⅱ:CH(CH3)3(g)?CH2=C(CH3)2(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(CH3)3(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正=k正?c[CH(CH3)3]?c(CO2),逆反應速率可表示為v逆=k逆?c[CH2=C(CH3)2]?c(CH2O)?c(CO),其中k正、k逆為速率常數。
①圖1中能夠代表k逆的曲線為 L3L3(填“L1”“L2”“L3”或“L4”)。
②溫度為T1時,反應Ⅰ的化學平衡常數K=11,平衡時CH(CH3)3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=p2(CO)p2(H2)p(CO2)p(CH4)p2(CO)p2(H2)p(CO2)p(CH4)(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%)。
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
)
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
【答案】+124.0kJ?mol-1;L3;1;>;溫度較高,催化劑失活;;75%
p
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(
CO
)
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H
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p
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O
2
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p
(
C
H
4
)
【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
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(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
(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。
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
②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
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發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6 -
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(2)B的平均反應速率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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