直接將CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)物是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的有效途徑,回答下列問(wèn)題。
(1)利用CO2合成HCHO涉及的主要反應(yīng)如下:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
CH3OH(g)+O2(g)?HCHO(g)+H2O2(l)ΔH2
2H2O2(l)=2H2O(g)+O2(g) ΔH3
已知H2的摩爾燃燒焓為ΔH4,水的汽化熱為ΔH5(單位質(zhì)量液態(tài)物質(zhì)變成同溫度的氣態(tài)物質(zhì)所吸收的熱量,單位kJ?g-1,則反應(yīng)CO2(g)+2H2(g)?HCHO(g)+H2O(g)的ΔH=ΔH1+ΔH2+12ΔH3-ΔH4-18ΔH5ΔH1+ΔH2+12ΔH3-ΔH4-18ΔH5。
(2)某溫度下,在容積為VL的恒容密閉容器中充入1molCO2和一定量H2發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)。CH3OH(g)的平衡分壓與起始投料比n(H2)n(CO2) 的變化關(guān)系如圖所示,已知b點(diǎn)對(duì)應(yīng)投料比的起始?jí)簭?qiáng)為1.5kPa。
①若達(dá)到b點(diǎn)所用時(shí)間為10min,則0~10min內(nèi)該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為 v(H2)=0.18V0.18Vmol?L-1?min-1。
②Kp(a)=4.5×102kPa-24.5×102kPa-2。b點(diǎn)時(shí),再充入CO2(g)和H2O(g),使兩者分壓均增大0.02kPa,則此時(shí)平衡 正向正向(填“正向”、“逆向”或“不”)移動(dòng)。
(3)工業(yè)上,CO2催化加氫合成甲醇的生產(chǎn)過(guò)程中涉及的反應(yīng)如下:
主反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0
副反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH>0
副反應(yīng)Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH<0
一定條件下,在VL的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),容器中CH3OH的物質(zhì)的量為mmol,CO的物質(zhì)的量為nmol,H2的轉(zhuǎn)化率為α。
①此時(shí)CH3OCH3(g)的濃度為 3α-3m-n6V3α-3m-n6Vmol?L-1 (用含m、n、α、V的代數(shù)式表示,下同),則CH3OH(g)的平衡選擇性(生成甲醇的物質(zhì)的量占轉(zhuǎn)化的CO2的物質(zhì)的量的百分比)為 3m3α+2n×100%3m3α+2n×100%。
②下列方法一定能提高CH3OH平衡產(chǎn)率的是 CC(填標(biāo)號(hào))。
A.升高溫度
B.選擇更高效的催化劑
C.不改變投料比,增大反應(yīng)物濃度
1
2
1
2
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)
0
.
18
V
0
.
18
V
3
α
-
3
m
-
n
6
V
3
α
-
3
m
-
n
6
V
3
m
3
α
+
2
n
3
m
3
α
+
2
n
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;化學(xué)平衡的影響因素.
【答案】ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4-18ΔH5;;4.5×102kPa-2;正向;;×100%;C
1
2
0
.
18
V
3
α
-
3
m
-
n
6
V
3
m
3
α
+
2
n
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/8/31 3:0:11組卷:26引用:1難度:0.5
相似題
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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:60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:163引用:26難度:0.3