維持大氣中CO2的平衡對生態(tài)環(huán)境保護有著重要意義。
(1)CO2催化加氫合成低碳烯烴技術能有效利用大氣中的CO2。
以合成C2H4為例,該轉化分為兩步進行:
第一步:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H1=+41.3kJ/mol
第二步:2CO(g)+4H2(g)?C2H4(g)+2H2O(g)△H2=-210.5kJ/mol
CO2加氫合成乙烯的熱化學方程式為2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)ΔH=-127.9kJ/mol2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)ΔH=-127.9kJ/mol。
(2)CO2催化加氫在一定條件下還可以合成CH4.已知反應CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)。在體積為1L的密閉剛性容器中,充入4mol H2和1mol CO2,測得溫度對CO2的平衡轉化率和催化劑催化效率的影響如圖1所示。
①已知M點總壓為1MPa,該反應在此溫度下的平衡常數Kp=11MPa-2.(Kp是用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數,氣體分壓=氣體總壓×物質的量分數。)
②欲增加二氧化碳的平衡轉化率,可采取的措施有DD(填字母)。
A.通入惰性氣體
B.提高溫度
C.增加二氧化碳濃度
D.增加氫氣濃度
(3)利用銅基配合物l,10-phenanthroline-Cu催化劑電催化CO2還原制備碳基燃料(包括CO、烷烴和酸等)是減少CO2在大氣中累積和實現可再生能源有效利用的關鍵手段之一,其裝置原理如圖2所示。
電池工作過程中,圖中Pt電極附近溶液的pH變小變小(填“變大”或“變小”),陰極的電極反應式為CO2+2H++2e-=HCOOHCO2+2H++2e-=HCOOH,每轉移2mol電子,陰極室溶液質量增加4646g。
【答案】2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)ΔH=-127.9kJ/mol;1;D;變?。籆O2+2H++2e-=HCOOH;46
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/8/16 17:0:1組卷:17難度:0.5
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1.CO2的捕集與轉化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應)
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應)
(1)反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應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量的影響如圖所示,工業(yè)生產綜合各方面的因素,反應選擇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,初始壓強為P,一段時間達到平衡,產物的物質的量之和與剩余反應物的物質的量之和相等,該溫度下反應的平衡常數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:2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應,反應過程中CH4的物質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,只與溫度有關,則T溫度時═k逆k正
(5)我國科學家使用電化學的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M是電源的
②陽極電極反應式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應的平衡常數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×物質的量分數.在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數更方便.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和副產物N2,兩個競爭反應化學方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
現將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應,相同時間內有關生成物物質的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉化率=×100%制備目標物質消耗原料的量原料總的轉化量
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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