2019年12月4日“全球碳計(jì)劃”發(fā)布報(bào)告說(shuō),全球CO2排放量增速趨緩。人們還需要更有力的政策來(lái)逐步淘汰化石燃料的使用。CO2的綜合利用是解決溫室問(wèn)題的有效途徑。
(1)以NH3與CO2為原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化學(xué)反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:2NH3(g)+CO2?NH2CO2NH4(s) ΔH1=-159.5kJ?mol-1;
反應(yīng)Ⅱ:NH2CO2NH4(s)?CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2=+116.5kJ?mol-1;
反應(yīng)Ⅲ:H2O(l)═H2O(g)ΔH3=+44.0kJ?mol-1。
則反應(yīng)Ⅳ:NH3與CO2合成尿素同時(shí)生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為 2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-87.0 kJ?mol-12NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-87.0 kJ?mol-1。
(2)利用工業(yè)廢氣中的CO2可以制取甲醇和水蒸氣,其反應(yīng)原理:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ/mol。在體積為1L的恒容密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,一定條件下發(fā)生反應(yīng)測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖1所示,反應(yīng)10min達(dá)到平衡。
①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=0.2250.225mol/(L?min);該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 5.35.3(保留兩位有效數(shù)字)。
②反應(yīng)進(jìn)行到3min時(shí),v(正)>>v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
③下列措施可提高CO2轉(zhuǎn)化率的是 BDBD。
A.升高溫度
B.將H2O(g)從體系中分離出去
C.恒容條件下充入He
D.再充入適量的H2
(3)中國(guó)科學(xué)家首次用CO2高效合成乙酸,其反應(yīng)路徑如圖2所示:
①原料中的CH3OH可通過(guò)電解法由CO2制取,用稀硫酸作電解質(zhì)溶液,寫(xiě)出生成CH3OH的電極反應(yīng)式:CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2OCO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O。
②根據(jù)圖示,寫(xiě)出總反應(yīng)的化學(xué)方程式:CH3OH+CO2+H2 LiI、Rh* CH3COOH+H2OCH3OH+CO2+H2 LiI、Rh* CH3COOH+H2O。
L
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L
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、
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【考點(diǎn)】熱化學(xué)方程式;物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線.
【答案】2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-87.0 kJ?mol-1;0.225;5.3;>;BD;CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O;CH3OH+CO2+H2 CH3COOH+H2O
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I
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h
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:12引用:1難度:0.6
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發(fā)布:2024/12/14 0:30:5組卷:113引用:6難度:0.5 -
2.氫在地球上主要以化合態(tài)的形式存在,是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì),它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%,屬于二次能源.工業(yè)上生產(chǎn)氫的方式很多,常見(jiàn)的有水電解制氫,煤炭氣化制氫,重油及天然氣水蒸氣催化制氫等.氫氣是一種理想的綠色能源,如圖1為氫能產(chǎn)生和利用的途徑:
(1)圖1的四個(gè)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化形式有
A.2種 B.3種 C.4種 D.4種以上
(2)電解過(guò)程要消耗大量的電能,而使用微生物作催化劑在陽(yáng)光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通電2H2(g)+O2(g)△H2光照催化劑
以上反應(yīng)的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依據(jù)圖2能量變化寫(xiě)出氫氣燃燒生產(chǎn)液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
(4)氫能利用需要選擇合適的儲(chǔ)氫材料.
①NaBH4是一種重要的儲(chǔ)氫載體,能與水反應(yīng)生成NaBO2,且反應(yīng)前后B的化合價(jià)不變,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
②鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣生產(chǎn)氫化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)釋放出氣態(tài)氫,根據(jù)平衡移動(dòng)的原理,可改變的條件之一是
③一定條件下,如圖3所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫,使C7H8轉(zhuǎn)化為C7H14,則電解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體X 為發(fā)布:2024/12/17 8:0:2組卷:38引用:1難度:0.5 -
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