CO2的回收和資源化對(duì)于實(shí)現(xiàn)“碳中和”具有重要意義。
(1)CH4與CO2重整生成H2和CO的反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)=H2(g)+2CO(g) ΔH=247.6kJ?mol-1
①已知H2(g)和CO(g)的燃燒熱分別為285.8kJ?mol-1和283.0kJ?mol-1。則CH4的燃燒熱為 890.0kJ?mol-1890.0kJ?mol-1。
②CH4與CO2重整過(guò)程中還發(fā)生反應(yīng)H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g) ΔH=41.2kJ?mol-1。在恒壓、反應(yīng)物起始物質(zhì)的量比n(CH4):n(CO2)=1:1條件下,CH4和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如題圖1所示。
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I.曲線 BB(填“A”或“B”)表示CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化。
II.800 K、起始n(CH4):n(CO2)=1:1條件下,要讓CH4平衡轉(zhuǎn)化率達(dá)到X點(diǎn)的值,可以采取的措施是 減小壓強(qiáng)減小壓強(qiáng)(過(guò)程中不充入或分離出任何物質(zhì))。
(2)CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2轉(zhuǎn)化方法,其過(guò)程中主要發(fā)生下列反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ?mol-1
反應(yīng)II:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=-12.25kJ?mol-1
在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下,CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化見(jiàn)圖2。其中:CH3OCH3的選擇性=2×CH3OCH3的物質(zhì)的量反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量×100%。
①圖中表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是曲線 NN(填“M”或“N”)。
②溫度高于300℃,曲線N隨溫度升高而上升的原因是 溫度高于300℃,以吸熱反應(yīng)Ⅰ為主,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ正向移動(dòng),二氧化碳轉(zhuǎn)化率升高溫度高于300℃,以吸熱反應(yīng)Ⅰ為主,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ正向移動(dòng),二氧化碳轉(zhuǎn)化率升高°
(3)以CO2為原料可以合成多種物質(zhì)。一種將CO2的轉(zhuǎn)化為HCOO-的電解裝置如圖所示。寫出陽(yáng)極處的
電極反應(yīng)方程式:2H2O-4e-=O2↑+4H+,H++HCO-3=H2O+CO2↑2H2O-4e-=O2↑+4H+,H++HCO-3=H2O+CO2↑。
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2
×
C
H
3
OC
H
3
的物質(zhì)的量
反應(yīng)的
C
O
2
的物質(zhì)的量
×
HCO
-
3
HCO
-
3
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的影響因素;電解原理.
【答案】890.0kJ?mol-1;B;減小壓強(qiáng);N;溫度高于300℃,以吸熱反應(yīng)Ⅰ為主,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ正向移動(dòng),二氧化碳轉(zhuǎn)化率升高;2H2O-4e-=O2↑+4H+,H++=H2O+CO2↑
HCO
-
3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:83引用:2難度:0.6
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1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:31引用:4難度:0.7 -
2.催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問(wèn)題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生以下兩個(gè)平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( )
①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5 -
3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴(kuò)大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來(lái)合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
(1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線.
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有關(guān)說(shuō)法正確的是
a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測(cè)得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
(2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
(3)2009年10月,中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
①該電池正極的電極反應(yīng)式為
②工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有
(4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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