近年來,碳中和、碳達(dá)峰成為熱點(diǎn)。以二氧化碳為原料生產(chǎn)甲醇是一種有效利用二氧化碳的途徑。
(1)已知:
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)ΔH1<0
反應(yīng)Ⅱ:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH2<0
反應(yīng)Ⅲ:CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)ΔH3>0
若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c(CH3OH)c(H2O)c(CO2)c3(H2),根據(jù)反應(yīng)Ⅰ~Ⅲ,請寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=12ΔH1+12ΔH3+ΔH2CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=12ΔH1+12ΔH3+ΔH2。
(2)在一定條件下(溫度為T1℃),往恒容密閉容器中充入1.0molCO2和4.0molH2,發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,初始壓強(qiáng)為P0,5min達(dá)到平衡,壓強(qiáng)為0.8P0。
①CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α=50%50%。
②若該反應(yīng)的速率方程v=k?p(CO2)p(H2O),k為常數(shù),p為平衡時(shí)氣體分壓,則該反應(yīng)的速率v=12k12k(用含k的式子表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)工業(yè)中,對于反應(yīng)Ⅰ,通常同時(shí)存在副反應(yīng)Ⅳ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH4。在一定條件下,在合成塔中充入一定量CO2和H2。不同壓強(qiáng)時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖(a)所示。當(dāng)氣體總壓強(qiáng)恒定為1MPa時(shí),平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如圖(b)所示。
①圖(a)中,相同溫度下,壓強(qiáng)越大,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越大,其原因是 反應(yīng)Ⅳ為前后氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)不變的反應(yīng),反應(yīng)Ⅰ為是化學(xué)計(jì)量數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),反應(yīng)Ⅳ不移動(dòng),反應(yīng)Ⅰ向正反應(yīng)方向移動(dòng)反應(yīng)Ⅳ為前后氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)不變的反應(yīng),反應(yīng)Ⅰ為是化學(xué)計(jì)量數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),反應(yīng)Ⅳ不移動(dòng),反應(yīng)Ⅰ向正反應(yīng)方向移動(dòng);
②由圖(b)可知ΔH4>>0(填“>”或“<”或“=”);H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增大的原因是 反應(yīng)Ⅰ放熱,反應(yīng)Ⅳ吸熱,溫度升高時(shí),反應(yīng)Ⅰ向左移動(dòng)H2增加的量大于反應(yīng)Ⅳ向右移動(dòng)減少的H2的量反應(yīng)Ⅰ放熱,反應(yīng)Ⅳ吸熱,溫度升高時(shí),反應(yīng)Ⅰ向左移動(dòng)H2增加的量大于反應(yīng)Ⅳ向右移動(dòng)減少的H2的量。
(4)研究HCHO燃料電池和氯堿工業(yè)聯(lián)合應(yīng)用裝置如圖所示,兩極間用陽離子交換膜隔開,左右兩側(cè)分別是NaOH溶液和NaCl稀溶液。電極b為 正正極,a極的電極反應(yīng)式為 HCHO-4e-+5OH-=HCO-3+3H2OHCHO-4e-+5OH-=HCO-3+3H2O。
c
(
C
H
3
OH
)
c
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
c
3
(
H
2
)
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2
1
2
1
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(
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)
p
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O
)
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HCO
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3
HCO
-
3
【答案】CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=ΔH1+ΔH3+ΔH2;50%;k;反應(yīng)Ⅳ為前后氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)不變的反應(yīng),反應(yīng)Ⅰ為是化學(xué)計(jì)量數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),反應(yīng)Ⅳ不移動(dòng),反應(yīng)Ⅰ向正反應(yīng)方向移動(dòng);>;反應(yīng)Ⅰ放熱,反應(yīng)Ⅳ吸熱,溫度升高時(shí),反應(yīng)Ⅰ向左移動(dòng)H2增加的量大于反應(yīng)Ⅳ向右移動(dòng)減少的H2的量;正;HCHO-4e-+5OH-=+3H2O
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2
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HCO
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【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:29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,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(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( )
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
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