研究表明:豐富的CO2可以作為新碳源,解決當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的碳源(石油和天然氣)枯竭危機(jī),同時(shí)又可緩解由CO2累積所產(chǎn)生的溫室效應(yīng),實(shí)現(xiàn)CO2的良性循環(huán)。
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2加氫合成低碳烯烴?,F(xiàn)以合成乙烯(C2H4)為例,該過(guò)程分兩步進(jìn)行:
第一步:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.3kJ?mol-1
第二步:2CO(g)+4H2(g)?C2H4(g)+2H2O(g) ΔH=-210.5kJ?mol-1
①CO2加氫合成乙烯的熱化學(xué)方程式為 2CO2+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g)△H=-127.9 kJ/mol2CO2+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g)△H=-127.9 kJ/mol。
②一定條件下的密閉容器中,上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,要加快反應(yīng)速率并提高CO2的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是 BB(填字母)。
A.減小壓強(qiáng)
B.增大H2濃度
C.加入適當(dāng)催化劑
D.分離出水蒸氣
(2)另一種方法是將CO2和H2在230℃催化劑條件下生成甲醇蒸氣和水蒸氣?,F(xiàn)在10L恒容密閉容器中投入1molCO2和2.75molH2,發(fā)生反應(yīng):CO2+3H2?CH3OH(g)+H2O(g)。在不同條件下測(cè)得平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量隨溫度、壓強(qiáng)的變化如圖1所示:
①能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 bdbd(填字母)。
a.c(H2):c(CH3OH)=3:1
b.容器內(nèi)氫氣的體積分?jǐn)?shù)不再改變
c.容器內(nèi)氣體的密度不再改變
d.容器內(nèi)壓強(qiáng)不再改變
②上述反應(yīng)的ΔH <<0(填“>”或“<”),圖中壓強(qiáng)p1 >>p2(填“>”或“<”)。
③經(jīng)測(cè)定知Q點(diǎn)時(shí)容器的壓強(qiáng)是反應(yīng)前壓強(qiáng)的910,則Q點(diǎn)H2的轉(zhuǎn)化率為 20.46%20.46%。
④N點(diǎn)時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.041.04(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))。
(3)工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用:COS的水解反應(yīng)為COS(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2S(g) ΔH<0。某溫度時(shí),用活性α-Al2O3作催化劑,在恒容密閉容器中COS(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨不同投料比[n(H2O)n(COS)]的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖2甲所示。其他條件相同時(shí),改變反應(yīng)溫度,測(cè)得一定時(shí)間內(nèi)COS的水解轉(zhuǎn)化率如圖2乙所示:
①該反應(yīng)的最佳條件為:投料比[n(H2O)n(COS)]=1010,溫度 160℃160℃。
②P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)為 0.050.05。(保留小數(shù)點(diǎn)后2位)
③當(dāng)溫度升高到一定值后,發(fā)現(xiàn)一定時(shí)間內(nèi)COS(g)的水解轉(zhuǎn)化率降低;猜測(cè)可能的原因是 平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);催化劑活性降低平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);催化劑活性降低。
9
10
n
(
H
2
O
)
n
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COS
)
n
(
H
2
O
)
n
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COS
)
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;熱化學(xué)方程式.
【答案】2CO2+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g)△H=-127.9 kJ/mol;B;bd;<;>;20.46%;1.04;10;160℃;0.05;平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);催化劑活性降低
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:9引用:1難度:0.7
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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=
(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
(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(yáng)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( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60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)=
(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
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