當(dāng)今中國積極推進(jìn)綠色低碳發(fā)展,力爭在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。因此,研發(fā)CO2利用技術(shù),降低空氣中CO2含量成為研究熱點(diǎn)。在5MPa壓強(qiáng)下,恒壓反應(yīng)器中通入3molH2,1molCO2氣體同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,Ⅱ如下:
反應(yīng)Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1 K1
反應(yīng)Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2 K2
(1)如圖(a)所示,則ΔH1-ΔH2<<0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)在5MPa壓強(qiáng)下,恒壓反應(yīng)器中通入3molH2、1molCO2氣體,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率及CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度變化關(guān)系如圖(b)。已知:CH3OH的產(chǎn)率=CH3OH物質(zhì)的量CO2起始物質(zhì)的量×100%。
①下列說法正確的是 BCDBCD。
A.反應(yīng)過程中,容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化,說明反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡
B.反應(yīng)過程中,氣體密度維持不變,說明反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡
C.增大壓強(qiáng)能同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率
D.加入對(duì)反應(yīng)Ⅰ催化效果更佳的催化劑,可以提高CH3OH的產(chǎn)率
②475K時(shí),反應(yīng)Ⅱ的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=3161或1.86×10-23161或1.86×10-2(壓強(qiáng)平衡常數(shù):用平衡分壓代替平衡濃度,分壓=總壓×氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)圖(b)中500K以后,CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因 反應(yīng)Ⅰ放熱,溫度升高平衡左移,反應(yīng)Ⅱ吸熱,溫度升高平衡右移,525K以后,溫度升高,反應(yīng)Ⅱ平衡右移的程度更大,故CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大反應(yīng)Ⅰ放熱,溫度升高平衡左移,反應(yīng)Ⅱ吸熱,溫度升高平衡右移,525K以后,溫度升高,反應(yīng)Ⅱ平衡右移的程度更大,故CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大。
(4)反應(yīng)Ⅱ的正反應(yīng)速率方程為v正=k正?c(CO2)?c(H2),逆反應(yīng)速率方程為v逆=k逆?c(CO)?c(H2O),其中k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)的速率常數(shù),只受溫度影響。lgk與1T(溫度的倒數(shù))的關(guān)系如圖(圖c)所示,①、②、③、④四條斜線中,表示lgk正的是 ④④。
(5)我國科學(xué)家研究Li-CO2電池中取得了重大科研成果。Li-CO2電池中,Li為單質(zhì)鋰片,CO2在正極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳,CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個(gè)步驟進(jìn)行,寫出步驟Ⅲ的離子方程式 2CO2-2+CO2=2CO2-3+C2CO2-2+CO2=2CO2-3+C。
Ⅰ.2CO2+2e-=C2O2-4
Ⅱ.C2O2-4=CO2+CO2-2
Ⅲ.??????
Ⅳ.CO2-3+2Li+=Li2CO3
C
H
3
OH
物質(zhì)的量
C
O
2
起始物質(zhì)的量
3
161
3
161
1
T
CO
2
-
2
CO
2
-
3
CO
2
-
2
CO
2
-
3
O
2
-
4
O
2
-
4
CO
2
-
2
CO
2
-
3
【答案】<;BCD;或1.86×10-2;反應(yīng)Ⅰ放熱,溫度升高平衡左移,反應(yīng)Ⅱ吸熱,溫度升高平衡右移,525K以后,溫度升高,反應(yīng)Ⅱ平衡右移的程度更大,故CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大;④;2+CO2=2+C
3
161
CO
2
-
2
CO
2
-
3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/9/22 1:0:8組卷:13引用:1難度:0.6
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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=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對(duì)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(duì)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(shí),=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?jí)簭?qiáng)為P,一段時(shí)間達(dá)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
(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(shí),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(shí)間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)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(shí)═k逆k正
(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(fèi)是電源的
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(jì)算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)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(jì)算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( )
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(gè)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(shí)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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