《自然》雜志報(bào)道,科學(xué)家設(shè)計(jì)出了“空氣燃料實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”,其過程分三步:
第一步,利用太陽能收集空氣中的CO2和H2O;
第二步,在太陽能作用下將CO2和H2O轉(zhuǎn)化成合成氣(CO、H2);
第三步,利用合成氣合成液態(tài)烴和甲醇.
Ⅰ.模擬制備合成氣的裝置如圖所示.
回答下列問題:
(1)交換膜是 陽離子陽離子(填“陰離子”或“陽離子”)交換膜.b極是 正極正極(填“正極”或“負(fù)極”).
Ⅱ.利用合成氣合成甲醇、甲烷等.已知:
反應(yīng)?。篊O(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH1
反應(yīng)ⅱ:CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g)ΔH2
(2)在101kPa和一定溫度下,由最穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol純物質(zhì)的熱效應(yīng),稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱(ΔfH).相關(guān)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱數(shù)據(jù)如表所示:
物質(zhì) | H2(g) | CH4(g) | CO(g) | CH3OH(g) | H2O(g) |
ΔfH/(kJ?mol-1) | 0 | -75 | -110 | -201 | -242 |
+116
+116
kJ?mol-1.(3)在某溫度、催化劑作用下,僅發(fā)生反應(yīng)ⅱ,該反應(yīng)的速率方程為v=kcn(CO)?cm(H2)(k為速率常數(shù),與溫度、催化劑有關(guān),與濃度無關(guān)).測(cè)得速率與CO、H2的濃度關(guān)系如表所示:
實(shí)驗(yàn) | c(CO)/(mol?L-1) | c(H2)/(mol?L-1) | 速率 |
Ⅰ | 0.10 | 0.10 | v |
Ⅱ | 0.20 | 0.10 | 2v |
Ⅲ | 0.20 | 0.20 | 8v |
Ⅳ | 0.40 | x | 36v |
BC
BC
(填標(biāo)號(hào)).A.n=1,m=3
B.x=0.3
C.其他條件不變,升高溫度,速率增大
(4)在一定溫度下,向某恒容密閉容器中充入CO和H2,僅發(fā)生反應(yīng)ⅰ,測(cè)得平衡體系中CH3OH的體積分?jǐn)?shù)φ與
n
(
H
2
)
n
(
CO
)
在a、b、c三點(diǎn)中,CO的平衡轉(zhuǎn)化率最大的是
c
c
.(填標(biāo)號(hào))(5)向1L恒容密閉容器中充入1molCO和2molH2,在催化劑作用下同時(shí)發(fā)生反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ,測(cè)得產(chǎn)物甲醇、甲烷的選擇性(甲醇或甲烷的物質(zhì)的量占兩者總物質(zhì)的量的百分?jǐn)?shù))與溫度的關(guān)系如圖2所示.
①當(dāng)溫度高于300℃時(shí),該催化劑選擇性較大的產(chǎn)物是
CH3OH
CH3OH
.(填化學(xué)式)②T℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,此時(shí)c(CO)=0.5mol?L-1,CH3OH的選擇性為80%,則該溫度下反應(yīng)ⅰ的平衡常數(shù)K=
1
1
.(結(jié)果取整數(shù))【答案】陽離子;正極;+116;BC;c;CH3OH;1
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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:2024/6/27 10:35:59組卷:21引用:1難度:0.9
相似題
-
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(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(cè)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(duì)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(gè)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(cè)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