2019年国际非政府组织“全球计划”12月4日发布报告:研究显示,全球二氧化碳排放量增速趋缓。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)CO2催化加氢制甲醇的有关反应及其在不同温度下的化学平衡常数如表所示。
化学反应 | 平衡常数 | ||
500℃ | 700℃ | 800℃ | |
H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g) | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH |
<
<
0(填“>”“<”或“=”)。(2)在200℃时,向5L带气压计的恒容密闭容器中通入2molCO2和2molCH4发生反应CH4(g)+CO2(g)⇌2H2(g)+2CO(g),测得初始压强为p0kPa,反应过程中容器内总压强(p)随时间(t)变化(反应达到平衡时的温度与起始温度相同)如图所示。

①该反应过程中从0min到2min压强变化原因是
反应为吸热反应,温度降低使体系压强减小
反应为吸热反应,温度降低使体系压强减小
。②0~4min内,反应的平均反应速率v(CO2)=
0.02mol•L-1•min-1
0.02mol•L-1•min-1
。③用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=
0.01P02(kPa)2
0.01P02(kPa)2
。[气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体体积分数](3)科学家提出利用CO2与CH4制备“合成气”(CO、H2)可能的反应历程如图所示。

注:NA表示阿伏加德罗常数的值。C(ads)为吸附性活性炭,方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量[如第一个方框中1个CH4(g)+1个CO2(g)的相对总能量为E1eV]。其中,TS表示过渡态。
①CH4(g)+CO2(g)⇌2H2(g)+2CO(g) ΔH
96.32(E5-E1)或1.6×10-22NA(E5-E1)
96.32(E5-E1)或1.6×10-22NA(E5-E1)
kJ•mol-1(已知:leV=1.6×10-22kJ)。②若E4+E1<E3+E2,则决定制备“合成气”反应速率的反应方程式
CH4(g)=C(ads)+2H2(g)或CH4(g)+CO2(g)=C(ads)+2H2(g)+CO2(g)
CH4(g)=C(ads)+2H2(g)或CH4(g)+CO2(g)=C(ads)+2H2(g)+CO2(g)
。【答案】<;反应为吸热反应,温度降低使体系压强减小;0.02mol•L-1•min-1;0.01P02(kPa)2;96.32(E5-E1)或1.6×10-22NA(E5-E1);CH4(g)=C(ads)+2H2(g)或CH4(g)+CO2(g)=C(ads)+2H2(g)+CO2(g)
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:12引用:1难度:0.3
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①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
A.减小C2H2的浓度
B.升高温度
C.增大压强
D.加入合适的催化剂
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(2)B的平均反应速率v(B)=
(3)x的值为发布:2024/12/30 19:0:1组卷:163引用:26难度:0.3