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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=
a
V
2
x
-
a
-
b
?
2
x
-
2
a
-
b
2
a
V
2
x
-
a
-
b
?
2
x
-
2
a
-
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
96
96
g。
(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+
n
T
(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=
n
2
m
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
B
B
(填標(biāo)號(hào))。
A.0<ω≤
1
4

B.
1
4
ω
1
2

C.
1
2
≤ω<1

【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;
a
V
2
x
-
a
-
b
?
2
x
-
2
a
-
b
2
;CO32-+4e-═C+3O2-;增加;96;放熱;B
【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
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=
     
    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。

    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。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽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(  )

    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)=
     
    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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