“低碳經(jīng)濟“已成為全世界科學(xué)家研究的重要課題。為減小和消除CO2對環(huán)境的影響，一方面世界各國都在限制其排放量，另一方面科學(xué)家加強了對CO2創(chuàng)新利用的研究。
（1）已知：①CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）ΔH=-41kJ?mol-1
②C（s）+2H2（g）?CH4（g）ΔH=-73kJ?mol-1
③2CO（g）?C（s）+CO2（g）ΔH=-171kJ?mol-1
寫出CO2與H2反應(yīng)生成CH4和H2O（g）的熱化學(xué)方程式：CO2（g）+H2（g）=CH4（g）+H2O（g）ΔH=-162kJ?mol-1CO2（g）+H2（g）=CH4（g）+H2O（g）ΔH=-162kJ?mol-1。
（2）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。為探究該反應(yīng)原理，在容積為2L密閉容器中，充入1molCO2和3.25molH2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，測得CO2、CH3OH（g）和H2O（g）的物質(zhì)的量（n）隨時間的變化如圖1所示：
①從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H2）=0.1125mol/（L?min）0.1125mol/（L?min）。
②下列措施一定不能使CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大的是 ACDACD。
A.在原容器中再充入1molCO2
B.在原容器中再充入1molH2
C.在原容器中充入1mol氦氣
D.使用更有效的催化劑
E.縮小容器的容積
F.將水蒸氣從體系中分離
（3）煤化工通常研究不同條件下CO轉(zhuǎn)化率以解決實際問題。已知在催化劑存在條件下反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨p（H2O）p（CO）及溫度變化關(guān)系如圖2所示：
①上述反應(yīng)的正反應(yīng)方向是 放熱放熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）。
②對于氣相反應(yīng)，用某組分（B）的平衡壓強（pB）代替物質(zhì)的量濃度（cB）也可以表示平衡常數(shù)（記作KP），則該反應(yīng)的KP=p（H2）p（CO2）p（CO）p（H2O）p（H2）p（CO2）p（CO）p（H2O）（填表達(dá)式，不必代數(shù)計算）；如果提高p（H2O）p（CO），則KP不變不變（填“變大“”變小”或“不變“）。使用鐵鎂催化劑的實際工業(yè)流程中，一般采用400℃左右、p（H2O）p（CO）=3～5，采用此條件的原因可能是 投料比太低，CO的轉(zhuǎn)化率不高，而p（H2O）p（CO）=3～5時轉(zhuǎn)化率已經(jīng)在97%左右，再增大投料比收益不明顯，經(jīng)濟上不劃算，而反應(yīng)溫度是根據(jù)催化劑的活性溫度來制定的投料比太低，CO的轉(zhuǎn)化率不高，而p（H2O）p（CO）=3～5時轉(zhuǎn)化率已經(jīng)在97%左右，再增大投料比收益不明顯，經(jīng)濟上不劃算，而反應(yīng)溫度是根據(jù)催化劑的活性溫度來制定的。
（4）科學(xué)家用氮化鎵材料與銅組裝成如圖3所示的人工光合系統(tǒng)，利用該裝置實現(xiàn)了用CO2和H2O合成CH4。下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是 AA。
A.該裝置能量轉(zhuǎn)化形式僅存在將太陽能轉(zhuǎn)化為電能
B.銅電極為正極，電極反應(yīng)式為CO2+8e-+8H+═CH4+2H2O
C.電池內(nèi)部H+透過質(zhì)子交換膜從左向右移動
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【答案】CO2（g）+H2（g）=CH4（g）+H2O（g）ΔH=-162kJ?mol-1；0.1125mol/（L?min）；ACD；放熱；；不變；投料比太低，CO的轉(zhuǎn)化率不高，而=3～5時轉(zhuǎn)化率已經(jīng)在97%左右，再增大投料比收益不明顯，經(jīng)濟上不劃算，而反應(yīng)溫度是根據(jù)催化劑的活性溫度來制定的；A
p
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【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：6引用：1難度：0.6
相似題
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1．CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下：
Ⅰ.CO2（g）+C2H6（g）?C2H4（g）+H2O（g）+CO（g）ΔH=+177kJ?mol-1（主反應(yīng)）
Ⅱ.C2H6（g）?CH4（g）+H2（g）+C（S）ΔH=+9kJ?mol-1（副反應(yīng)）
（1）反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步：
i.C2H6（g）?C2H4（g）+H2（g）ΔH1（反應(yīng)速率較快）
ii.H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g）ΔH2=+41kJ?mol-1（反應(yīng)速率較慢）
①ΔH1=kJ?mol-1
②相比于提高c（C2H6），提高c（CO2）對反應(yīng)I速率影響更大，其原因是。
（2）向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4，選擇不同溫度對相關(guān)量的影響如圖所示，工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素，反應(yīng)選擇800℃的原因是。
（3）在800℃時，=n（CO2）n（C2H6），充入一定體積的密閉容器中，在有催化劑存在的條件下，只發(fā)生主反應(yīng)，初始壓強為P，一段時間達(dá)到平衡，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=13（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。計算結(jié)果用最簡分式表示）。
（4）工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯，只發(fā)生如下反應(yīng)：2CH4?C2H4+2H2ΔH＞0，溫度T時，向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4，僅發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2（CH4），v逆=k逆c（C2H4）?c2（H2），k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)，則T溫度時═k逆k正（用含有m的代數(shù)式表示）。
（5）我國科學(xué)家使用電化學(xué)的方法（裝置如圖）用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M是電源的極。
②陽極電極反應(yīng)式是。發(fā)布：2024/12/17 20:30:1組卷：24引用：2難度：0.6 -
2．一定條件下，可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算，也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)．在恒溫恒壓條件下，總壓不變，用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便．下列說法不正確的是（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/21 8:0:2組卷：134引用：1難度：0.7 -
3．工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO，以氨氣、氧氣為原料，在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2，兩個競爭反應(yīng)化學(xué)方程式如下：
Ⅰ．4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）
Ⅱ．4NH3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中，在上述催化劑作用下反應(yīng)，相同時間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知：有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/17 0:30:2組卷：81引用：5難度：0.5
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