我國(guó)在應(yīng)對(duì)氣候變化工作中取得顯著成效,并向國(guó)際社會(huì)承諾2030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”,2060年實(shí)現(xiàn)“碳
中和”。因此將CO2轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品成為科學(xué)家研究的重要課題。異丁烯[CH2=C(CH3)2]作為汽油添加劑的主要成分,可利用異丁烷與CO2反應(yīng)來(lái)制備。
反應(yīng)Ⅰ:CH3CH(CH3)CH3(g)+CO2(g)?CH2=C(CH3)2(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH1=+165.2kJ?mol-1
反應(yīng)Ⅱ:CH3CH(CH3)CH3(g)?CH2=C(CH3)2(g)+H2(g)ΔH2
回答下列問(wèn)題:
(1)已知:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ?mol-1,則△H2=+124kJ/mol+124kJ/mol。
(2)向1.0L恒容密閉容器中加入1molCH3CH(CH3)CH3(g)和1molCO2(g),利用反應(yīng)I制備異丁烯。已知正反應(yīng)速率可表示為v正=k正c[CH3CH(CH3)CH3]?c(CO2),逆反應(yīng)速率可表示為,v逆=k逆c[CH2=C(CH3)2]?c(H2O)?c(CO),其中k正、K逆為速率常數(shù)。
①圖1中能夠代表k逆的曲線為 L3L3(填“L1”“L2”“L3”或“L4”)。
②溫度為T1時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=11,平衡時(shí),CH3CH(CH3)CH3的轉(zhuǎn)化率 >>50%(填“>”、“=”、“<”)。
(3)CH4-CO2重整技術(shù)是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的一種理想的CO2利用技術(shù),反應(yīng)為:CO2(g)+CH4(g)?2CO(g)+2H2(g)。在pMPa時(shí),將CO2和CH4按物質(zhì)的量之比為1:1充入密閉容器中,分別在無(wú)催化劑及ZrO2催化下反應(yīng)相同時(shí)間,測(cè)得CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖2所示:
①a點(diǎn)CO2轉(zhuǎn)化率相等的原因是 溫度較高,催化劑失活溫度較高,催化劑失活。
②在pMPa、900°C、ZrO2催化條件下,將CO2、CH4、H2O按物質(zhì)的量之比為1:1:n充入密閉容器,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為α,此時(shí)平衡常數(shù)Kp=16p2α4(2+2α+n)2(1-α)216p2α4(2+2α+n)2(1-α)2(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù);寫出含α、n、p的計(jì)算表達(dá)式)。
(4)利用電化學(xué)可以將CO2有效轉(zhuǎn)化為HCOO-,裝置如圖3所示。
①在該裝置中,左側(cè)Pt電極上的電極反應(yīng)式:2H2O-4e-=O2↑+4H+2H2O-4e-=O2↑+4H+。
②裝置工作時(shí),陰極除有HCOO-生成外,還可能生成副產(chǎn)物降低電解效率。陰極生成的副產(chǎn)物可能是 H2H2,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,當(dāng)陽(yáng)極生成O2的體積為224mL時(shí),測(cè)得陰極區(qū)內(nèi)的c(HCOO-)=0.015mol/L,則電解效率 75%75%。(忽略電解前后溶液體積的變化)已知:電解效率=一段時(shí)間內(nèi)生成目標(biāo)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移電子數(shù)一段時(shí)間內(nèi)電解池轉(zhuǎn)移電子總數(shù)×100%。
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p
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α
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)
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)
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一段時(shí)間內(nèi)生成目標(biāo)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移電子數(shù)
一段時(shí)間內(nèi)電解池轉(zhuǎn)移電子總數(shù)
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;原電池與電解池的綜合.
【答案】+124kJ/mol;L3;1;>;溫度較高,催化劑失活;;2H2O-4e-=O2↑+4H+;H2;75%
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:32引用:2難度:0.5
相似題
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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: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)=
(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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