二氧化碳的排放越来越受到能源和环境领域的关注.其综合利用是目前研究的重要课题之一,试运用所学知识,解决以下问题:
(1)工业上利用合成气(CO、CO2、H2)来生产甲醇,有关反应的热化学方程式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 | 温度/℃ | ||
500 | 700 | 800 | ||
Ⅰ.2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)△H1 | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
Ⅱ.H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g)△H2 | K2 | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
Ⅲ.3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H | K3 |
△H1+△H2
△H1+△H2
(用△H1和△H2表示),△H<
<
0。(填“>”或“<”)(2)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: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,其中TS表示过渡态。
若E4+E1>E2+E3,则决定制备“合成气”反应速率的化学方程式为
C(ads)+2H2(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)或C(ads)+CO2(g)=2CO(g)
C(ads)+2H2(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)或C(ads)+CO2(g)=2CO(g)
。(3)利用电化学方法可以将CO2有效地转化为HCOO-,装置如图所示。

①在该装置中,右侧Pt电极的电极反应式为
CO2+H2O+2e-=HCOO-+OH-
CO2+H2O+2e-=HCOO-+OH-
。②装置工作时,阴极除有HCOO-生成外,还可能生成副产物降低电解效率。
已知:电解效率=
一段时间内生成目标产物转移电子数
一段时间内电解池转移电子总数
×
标准状况下,当阳极生成氧气体积为448mL时,测得阴极区内的c(HCOO-)=0.03mol/L,电解效率为
75%
75%
。(忽略电解前后溶液的体积变化)(4)已知水煤气法制备H2的反应为CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)。将等体积的CO(g)和H2O(g)充入恒容密闭容器中,反应速率v=v正-v逆=k正c(CO)c(H2O)-k逆c(CO2)c(H2),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数且只与温度有关,在700℃和800℃时,CO的转化率随时间变化的曲线如图所示。
M点与N点对应的
k
正
k
逆
<
<
N(填“>”、“<”或“=”),计算N点时v
正
v
逆
36
36
。
【考点】化学平衡的计算;原电池与电解池的综合.
【答案】△H1+△H2;<;C(ads)+2H2(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)或C(ads)+CO2(g)=2CO(g);CO2+H2O+2e-=HCOO-+OH-;75%;<;36
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:61引用:4难度:0.4
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1.氢气最早于16世纪被人工制取出来,氢气是一种清洁能源。
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(2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
(3)CH4分解时几种气体的平衡分压(pPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。
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
(4)工业上,以KNH2和液氨为电解质,以石墨为电极,电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为发布:2025/1/4 8:0:1组卷:9引用:3难度:0.5 -
2.反应 4A(g)+5B(g)⇌4C(g)+6D(g)在 5L 的密闭容器中进行,半分钟后,C 的物质的量增 加了 0.30mol。下列叙述正确的是( )
发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6 -
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(1)此时A的浓度c(A)=
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(3)x的值为发布:2024/12/30 19:0:1组卷:163引用:26难度:0.3
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