2020年9月，習近平主席在第75屆聯(lián)合國大會提出我國要實現(xiàn)2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。因此CO2的捕集、利用與封存成為科學家研究的重要課題。
I.研究表明CO2與CH4在催化劑存在下可發(fā)生反應制得合成氣：
CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）△H
（1）一定壓強下，由最穩(wěn)定單質生成1mol化合物的焓變?yōu)樵撐镔|的摩爾生成焓。已知CO2（g）、CH4（g）、CO（g）的摩爾生成焓分別為-395kJ?mol-1、-74.9kJ?mol-1、-110.4kJ?mol-1.則上述反應的△H=+249.1+249.1kJ?mol-1。
（2）此反應的活化能Ea（正）＞＞Ea（逆）（填“＞”、“=”或“＜”），利于反應自發(fā)進行的條件是 高溫高溫（填“高溫”或“低溫”）。
（3）一定溫度下，向一恒容密閉容器中充入CO2和CH4發(fā)生上述反應，初始時CO2和CH4的分壓分別為14kPa、16kPa,一段時間達到平衡后，測得體系壓強是起始時的1.4倍，則該反應的平衡常數(shù)Kp=259.2259.2（kPa）2（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數(shù)）。
II.CO2和H2合成甲烷也是CO2資源化利用的重要方法。對于反應CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2O（g）△H=-165kJ?mol-1，催化劑的選擇是CO2甲烷化技術的核心。在兩種不同催化劑條件下反應相同時間，測得CO2轉化率和生成CH4選擇性隨溫度變化的影響如圖所示。
（4）高于320℃后，以Ni-CeO2為催化劑，CO2轉化率略有下降，而以Ni為催化劑，CO2轉化率卻仍在上升，其原因是 以Ni-CeO2為催化劑，測定轉化率時，CO2甲烷化反應已達平衡，升高溫度平衡左移，CO2轉化率下降；以Ni為催化劑，CO2甲烷化反應速率較慢，升高溫度反應速率加快，反應相同時間時CO2轉化率增加以Ni-CeO2為催化劑，測定轉化率時，CO2甲烷化反應已達平衡，升高溫度平衡左移，CO2轉化率下降；以Ni為催化劑，CO2甲烷化反應速率較慢，升高溫度反應速率加快，反應相同時間時CO2轉化率增加。
（5）對比上述兩種催化劑的催化性能，工業(yè)上應選擇的催化劑是 Ni-CeO2Ni-CeO2，使用的合適溫度為 320℃320℃。
【考點】化學平衡的計算．
【答案】+249.1；＞；高溫；259.2；以Ni-CeO2為催化劑，測定轉化率時，CO2甲烷化反應已達平衡，升高溫度平衡左移，CO2轉化率下降；以Ni為催化劑，CO2甲烷化反應速率較慢，升高溫度反應速率加快，反應相同時間時CO2轉化率增加；Ni-CeO2；320℃
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：13引用：2難度：0.5
相似題
-
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=kJ?mol-1
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(chǎn)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(chǎn)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(shù)Kp=13（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數(shù)。計算結果用最簡分式表示）。
（4）工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯，只發(fā)生如下反應：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(shù)，只與溫度有關，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是電源的極。
②陽極電極反應式是。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×物質的量分數(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(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，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（ ）發(fā)布：2024/12/17 0:30:2組卷：81引用：5難度：0.5
把好題分享給你的好友吧~~