2019年國際非政府組織“全球計劃”12月4日發(fā)布報告：研究顯示，全球二氧化碳排放量增速趨緩。CO2的綜合利用是解決溫室問題的有效途徑。
（1）CO2催化加氫制甲醇的有關(guān)反應(yīng)及其在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)如表所示。
| 化學(xué)反應(yīng) | 平衡常數(shù) | ||
| 500℃ | 700℃ | 800℃ | |
| H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g） | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
| 2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g） | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
| 3H2（g）+CO2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH | |||
＜
＜
0（填“＞”“＜”或“=”）。（2）在200℃時，向5L帶氣壓計的恒容密閉容器中通入2molCO2和2molCH4發(fā)生反應(yīng)CH4（g）+CO2（g）?2H2（g）+2CO（g），測得初始壓強為p0kPa,反應(yīng)過程中容器內(nèi)總壓強（p）隨時間（t）變化（反應(yīng)達到平衡時的溫度與起始溫度相同）如圖所示。
①該反應(yīng)過程中從0min到2min壓強變化原因是
反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度降低使體系壓強減小
反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度降低使體系壓強減小
。②0～4min內(nèi)，反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v（CO2）=
0.02mol?L-1?min-1
0.02mol?L-1?min-1
。③用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=
0.01P02（kPa）2
0.01P02（kPa）2
。[氣體分壓（p分）=氣體總壓（p總）×氣體體積分?jǐn)?shù)]（3）科學(xué)家提出利用CO2與CH4制備“合成氣”（CO、H2）可能的反應(yīng)歷程如圖所示。
注：NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。C（ads）為吸附性活性炭，方框內(nèi)包含微粒種類及數(shù)目、微粒的相對總能量[如第一個方框中1個CH4（g）+1個CO2（g）的相對總能量為E1eV]。其中，TS表示過渡態(tài)。
①CH4（g）+CO2（g）?2H2（g）+2CO（g） ΔH
96.32（E5-E1）或1.6×10-22NA（E5-E1）
96.32（E5-E1）或1.6×10-22NA（E5-E1）
kJ?mol-1（已知：leV=1.6×10-22kJ）。②若E4+E1＜E3+E2，則決定制備“合成氣”反應(yīng)速率的反應(yīng)方程式
CH4（g）=C（ads）+2H2（g）或CH4（g）+CO2（g）=C（ads）+2H2（g）+CO2（g）
CH4（g）=C（ads）+2H2（g）或CH4（g）+CO2（g）=C（ads）+2H2（g）+CO2（g）
。【考點】化學(xué)平衡的計算；反應(yīng)熱和焓變．
【答案】＜；反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度降低使體系壓強減?。?.02mol?L-1?min-1；0.01P02（kPa）2；96.32（E5-E1）或1.6×10-22NA（E5-E1）；CH4（g）=C（ads）+2H2（g）或CH4（g）+CO2（g）=C（ads）+2H2（g）+CO2（g）
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：10引用：1難度：0.3
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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