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能源的合理開發(fā)和利用,低碳減排是人類正在努力解決的大問(wèn)題。2023年2月21日,中國(guó)氣候變化特使謝振華獲得首屆諾貝爾可持續(xù)發(fā)展特別貢獻(xiàn)獎(jiǎng),以表彰他在全球生態(tài)保護(hù)中做出的貢獻(xiàn)
(1)在298K、100kPa時(shí),已知:
C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ?mol-1
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(1)ΔH2=-285.8kJ?mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(1)ΔH3=-2599.0kJ?mol-1
在298K時(shí)由C(s,石墨)和H2(g)反應(yīng)生成1molC2H2(g)的熱化學(xué)方程式為
2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g)ΔH=+226.7kJ?mol-1
2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g)ΔH=+226.7kJ?mol-1
。
(2)在固相催化劑作用下CO2加氫合成甲烷過(guò)程中發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng):
主反應(yīng):CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=-156.9kJ?mol-1
副反應(yīng):CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1kJ?mol-1
工業(yè)合成甲烷通??刂茰囟葹?00℃左右,其主要原因?yàn)?
溫度低于500°C,反應(yīng)速率低;溫度高于500°C,對(duì)副反應(yīng)影響較大,化學(xué)平衡向生成CO的方向移動(dòng)程度增大,不利于甲烷的生成
溫度低于500°C,反應(yīng)速率低;溫度高于500°C,對(duì)副反應(yīng)影響較大,化學(xué)平衡向生成CO的方向移動(dòng)程度增大,不利于甲烷的生成

(3)向密閉容器中充入一定量的CH4(g)和NO(g),保持總壓為100kPa發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+4NO(g)?2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH<0。當(dāng)
n
NO
n
C
H
4
=1時(shí),NO的平衡轉(zhuǎn)化率~
1
T
;T2時(shí)NO平衡轉(zhuǎn)化率~
n
NO
n
C
H
4
的關(guān)系如圖:菁優(yōu)網(wǎng)
①能表示此反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是
C
C
。
A.氣體總體積保持不變
B.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
C.
n
NO
n
N
2
不再變化
②表示T2時(shí)NO平衡轉(zhuǎn)化率~
n
NO
n
C
H
4
的關(guān)系是
(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),T1
T2(填“>”或“<”)。
③在
n
NO
n
C
H
4
=1、T2時(shí),CH4的平衡分壓為
45kPa
45kPa
。已知:該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ=
p
C
O
2
p
?
[
p
N
2
p
θ
]
?
[
p
H
2
O
p
θ
]
[
p
NO
p
θ
]
4
?
p
C
H
4
p
θ
2
,其中pθ=100kPa,p(CH4)、p(NO)、p(CO)2、p(N2)和p(H2O)為各組分的平衡分壓,則該溫度下Kθ=
1
729
1
729
(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。計(jì)算結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示)。

【答案】2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g)ΔH=+226.7kJ?mol-1;溫度低于500°C,反應(yīng)速率低;溫度高于500°C,對(duì)副反應(yīng)影響較大,化學(xué)平衡向生成CO的方向移動(dòng)程度增大,不利于甲烷的生成;C;Ⅱ;>;45kPa;
1
729
【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:2024/4/23 12:26:7組卷:26引用:3難度:0.7
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái),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(lái)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(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
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測(cè)得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (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。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    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
     
    (填“>”或“<”)0,此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2
    ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號(hào))。
    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(yáng)極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽(yáng)兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     

    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:59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)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)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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