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將CO2轉(zhuǎn)化為CO、CH3OH等燃料,可以有效的緩解能源危機(jī),同時(shí)可以減少溫室氣體,實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”。
(1)t℃時(shí),H2還原CO2的熱化學(xué)方程式如下:
Ⅰ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41kJ?mol-1
Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-49.5kJ?mol-1
已知反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的平衡常數(shù)分別為K1、K2。由蓋斯定律可知,CO(g)與2molH2(g)反應(yīng)生成CH3OH(g)的熱化學(xué)方程式為
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-49.5-41)kJ?mol-1=-90.5kJ?mol-1
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-49.5-41)kJ?mol-1=-90.5kJ?mol-1
,K=
K
2
K
1
K
2
K
1
(用K1、K2表示)。
(2)若反應(yīng)Ⅰ的正反應(yīng)活化能表示為EkJ?mol-1,則E
41(填“>”“<”或“=”)。
(3)t℃,向10L密閉容器中充入1molCO2和2.5molH2,發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,5min達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得CO的物質(zhì)的量為0.5mol。
①平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)=
1
7
或14.3%
1
7
或14.3%
。
②下列措施既能加快反應(yīng)速率又能提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率的是
AB
AB
。
A.升高反應(yīng)溫度
B.增大H2的濃度
C.分離出CO
D.縮小容器容積
③t℃,向10L密閉容器中充入2molCO2和一定量的H2,發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,兩種氣體的平衡轉(zhuǎn)化率(a),與起始反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比
n
C
O
2
n
H
2
的關(guān)系如圖所示:
能表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率曲線的是
L2
L2
(填L1或L2),M點(diǎn)的縱坐標(biāo):b=
1
3
或33.3%
1
3
或33.3%

④在t℃,壓強(qiáng)為P時(shí),Kp=
0.25
0.25
。(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))

【答案】CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-49.5-41)kJ?mol-1=-90.5kJ?mol-1;
K
2
K
1
;>;
1
7
或14.3%;AB;L2
1
3
或33.3%;0.25
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:21引用:2難度:0.5
相似題
  • 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=
     
    kJ?mol-1。
    (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
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測(cè)得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (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
     
    (填“>”或“<”)0,此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2。
    ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號(hào))。
    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
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     
    。

    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)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (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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