研究CO、CO2的轉(zhuǎn)化既可減少碳排放,又可獲得許多實(shí)用的含碳物質(zhì)。
回答下列問題:
(1)以CO2、H2為原料,在銅基催化劑作用下可合成甲醇,反應(yīng)如下(不考慮副反應(yīng)):
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H<0
反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行。反應(yīng)時(shí)間一定,甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示(不考慮此過程中催化劑活性的變化)。

①該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是 低溫低溫(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)。
②甲醇產(chǎn)率隨溫度升高先增大后減小的原因是 溫度低于某一值時(shí),給定時(shí)間內(nèi)反應(yīng)未達(dá)到平衡,溫度升高,反應(yīng)速率增大,甲醇產(chǎn)率增大,溫度達(dá)到某一值后,給定時(shí)間內(nèi)反應(yīng)已達(dá)到平衡,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動(dòng),甲醇產(chǎn)率減小溫度低于某一值時(shí),給定時(shí)間內(nèi)反應(yīng)未達(dá)到平衡,溫度升高,反應(yīng)速率增大,甲醇產(chǎn)率增大,溫度達(dá)到某一值后,給定時(shí)間內(nèi)反應(yīng)已達(dá)到平衡,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動(dòng),甲醇產(chǎn)率減小。
(2)以CO、H2為原料在一定條件下也可合成甲醇,發(fā)生的反應(yīng)如下:
主反應(yīng):CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
副反應(yīng):CO(g)+H2(g)?C(g)+H2O(g)
一定條件下,向體積為VL的恒容密閉容器中投入xmol CO和2xmol H2發(fā)生上述反應(yīng),平衡時(shí)容器內(nèi)CH3OH的物質(zhì)的量為a mol,C的物質(zhì)的量為b mol。則主反應(yīng)的平衡常數(shù)K=aV2(x-a-b)?(2x-2a-b)2aV2(x-a-b)?(2x-2a-b)2。
(3)我國科學(xué)家設(shè)計(jì)CO2熔鹽捕獲與轉(zhuǎn)化裝置如圖所示:

①d極的電極反應(yīng)式為 CO32-+4e-═C+3O2-CO32-+4e-═C+3O2-。
②若電源使用鉛蓄電池,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí),Pb電極的質(zhì)量理論上 增加增加(填“增加”或“減少”)了 9696g。
(4)水煤氣變換是重要的化工過程,反應(yīng)為:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)。已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)K與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系為lgK=-m+nT(m、n均為正數(shù))。
①水煤氣變換是 放熱放熱(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
②熱力學(xué)溫度為T=n2m時(shí),在恒溫密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO和H2O(g)混合,選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┻M(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí)體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為ω,則 BB(填標(biāo)號(hào))。
A.0<ω≤14
B.14<ω<12
C.12≤ω<1
a
V
2
(
x
-
a
-
b
)
?
(
2
x
-
2
a
-
b
)
2
a
V
2
(
x
-
a
-
b
)
?
(
2
x
-
2
a
-
b
)
2
n
T
n
2
m
1
4
1
4
<
ω
<
1
2
1
2
【答案】低溫;溫度低于某一值時(shí),給定時(shí)間內(nèi)反應(yīng)未達(dá)到平衡,溫度升高,反應(yīng)速率增大,甲醇產(chǎn)率增大,溫度達(dá)到某一值后,給定時(shí)間內(nèi)反應(yīng)已達(dá)到平衡,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動(dòng),甲醇產(chǎn)率減小;;CO32-+4e-═C+3O2-;增加;96;放熱;B
a
V
2
(
x
-
a
-
b
)
?
(
2
x
-
2
a
-
b
)
2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:12引用:2難度:0.4
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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( )
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:62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