碳及其化合物在科研、工業(yè)生產(chǎn)中有著重要作用。請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題。
(1)一定條件下,CH4和CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)的水合物晶體,CH4與H2O形成的水合物俗稱(chēng)“可燃冰”。已知:CO2(g)+nH2O(l)=CO2?nH2O(s)ΔH=-57.98kJ?mol-1,CH4(g)+nH2O(l)=CH4?nH2O(s)ΔH=-54.49kJ?mol-1。則反應(yīng):CO2(g)+CH4?nH2O(s)=CH4(g)+CO2?nH2O(s)的ΔH=-3.49kJ/mol-3.49kJ/mol;該反應(yīng)能在一定條件下自發(fā)進(jìn)行的理論依據(jù)是 △H<0,△S<0,反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行△H<0,△S<0,反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行。
(2)固定和利用CO2能有效地利用資源并減少空氣中的溫室氣體。工業(yè)上利用CO2生產(chǎn)甲醇方法的反應(yīng)原理:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0。現(xiàn)將6molCO2和8molH2充入一容積為2L的密閉容器中(溫度保持不變),測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖實(shí)線(xiàn)所示。
①該反應(yīng)在0~8min時(shí),H2的平均反應(yīng)速率:0.375mol/(L?min)0.375mol/(L?min);v正(a) >>v正(d)(填“<”“>”“=”);CO2的平衡轉(zhuǎn)化率:33.3%33.3%。該溫度下平衡常數(shù)的值為 0.50.5。
②若起始反應(yīng)物投料量不變,重新進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)(每次僅改變某一條件),所測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中兩條虛線(xiàn)。則b、c、d三點(diǎn)平衡常數(shù):K(b) <<K(c) ==K(d)(填“<”“>”“=”)。
③在恒溫恒容的條件下,再充入3molCO2和4molH2,達(dá)新平衡時(shí),H2O的體積分?jǐn)?shù)將 增大增大(填“增大”“不變”或“減小”)。
(3)如圖為甲醇燃料電池,其負(fù)極電極方程式為 CH3OH
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6e-+H2O=CO2+6H+CH3OH
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6e-+H2O=CO2+6H+。
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式;用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算;化學(xué)平衡的影響因素.
【答案】-3.49kJ/mol;△H<0,△S<0,反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行;0.375mol/(L?min);>;33.3%;0.5;<;=;增大;CH3OH
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6e-+H2O=CO2+6H+
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:31引用:1難度:0.6
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1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái),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(lái)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(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí),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(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個(gè)反應(yīng)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(qiáng)
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(yáng)極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)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(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測(cè)得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時(shí)A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:162引用:26難度:0.3
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