清潔能源的綜合利用以及二氧化碳的研發(fā)利用,可有效降低碳排放,均是實現(xiàn)“碳中和、碳達峰”的重要途徑。
(1)CO2可氧化C2H6制取H2。2CO2(g)+C2H6(g)?4CO(g)+3H2(g),圖甲是298K時,相關(guān)物質(zhì)的相對能量。據(jù)此計算上述反應的ΔH=n+430n+430kJ/mol。
(2)H2和CO2合成乙醇的反應為:2CO2(g)+6H2(g)?C2H5OH(g)+3H2O(g)。將等物質(zhì)的量的CO2和H2充入一剛性容器中,測得平衡時C2H5OH的體積分數(shù)隨溫度和壓強的變化關(guān)系如圖乙。
①壓強p1<<p2(填“>”“=”或“<”);a、b兩點的平衡常數(shù)Ka>>Kb(填“>”“=”或“<”),判斷理由是 升高溫度乙醇的體積分數(shù)減小,說明升高溫度平衡逆向移動,則正反應為放熱反應,溫度越高平衡常數(shù)越小,溫度:a點<b點,則Ka>Kb升高溫度乙醇的體積分數(shù)減小,說明升高溫度平衡逆向移動,則正反應為放熱反應,溫度越高平衡常數(shù)越小,溫度:a點<b點,則Ka>Kb。
②已知Arrhenius經(jīng)驗公式為Rlnk=-EaT+C(Ea為活化能,k為速率常數(shù),R和C為常數(shù)),為探究m、n兩種催化劑的催化效能,進行了實驗探究,依據(jù)實驗數(shù)據(jù)獲得圖丙。在m催化劑作用下,該反應的活化能Ea=9.6×1049.6×104kJ/mol,從圖中信息獲知催化效能較高的催化劑是 nn(填“m”或“n”)。
(3)H2和CO合成甲烷的反應為:2CO(g)+2H2(g)?CH4(g)+CO2(g)。T℃時,將等物質(zhì)的量CO和H2充入恒壓(200kPa)的密閉容器中。已知逆反應速率v逆=k逆p(CH4)?p(CO2),其中p為分壓,該溫度下k逆=5.0×10-4(kPa)-1?s-1。反應達平衡時測得v正=516kPa?s-1,該溫度下反應的Kp=25×25752×75225×25752×752(kPa)-2(用組分的平衡分壓表示,列出計算式)。
(4)科學家通過電化學方法,用惰性電極進行電解,可有效實現(xiàn)以CO2和水為原料在酸性條件下合成乙烯,其合成原理如圖所示:
b電極上的電極反應式為 2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O。
E
a
T
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16
25
×
25
7
5
2
×
7
5
2
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2
【答案】n+430;<;>;升高溫度乙醇的體積分數(shù)減小,說明升高溫度平衡逆向移動,則正反應為放熱反應,溫度越高平衡常數(shù)越小,溫度:a點<b點,則Ka>Kb;9.6×104;n;;2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:12引用:1難度:0.7
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1.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,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,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時,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2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個反應條件使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
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。陽極的電極反應式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,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:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應速率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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