二氧化碳的排放日益受到环境和能源领域的关法,其综合利用是研究的重要课题。回答下列问题:
(1)已知下列热化学方程式:
反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=-164.9kJ⋅mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ⋅mol-1
则反应CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)ΔH3=+206.1+206.1kJ⋅mol-1。
(2)①向体积均为VL的恒压密闭容器中通入1molCO2、3molH2,分别在0.1MPa和1MPa下发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ,分析温度对平衡体系中CO2、CO、CH4的影响,设这三种气体物质的量分数之和为1,其中CO和CH4的物质的量分数与温度变化关系如图所示。下列叙述能判断反应体系达到平衡的是 BB(填标号)。

A.CO2的消耗速率和CH4的消耗速率相等
B.混合气体的密度不再发生变化
C.容器内气体压强不再发生变化
②图中表示1MPa时CH4的物质的量分数随温度变化关系的曲线是 aa(填字母),理由是 反应Ⅰ正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,增大压强,反应Ⅰ正向移动,CH4物质的量分数增大反应Ⅰ正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,增大压强,反应Ⅰ正向移动,CH4物质的量分数增大;550℃条件下,tmin反应达到平衡,平衡时容器的体积为 1217V1217VL,反应Ⅱ的Kp=327327。(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)
(3)一种从高炉气回收CO2制储氢物质HCOOH的综合利用示意图如图所示:

①某温度下,当吸收池中溶液的pH=8时,此时该溶液中c(H2CO3)c(CO2-3)=44[已知:该温度下Ka1(H2CO3)=5.0×10-7mol⋅L-1,Ka2(H2CO3)=5.0×10-11mol⋅L-1]。
②利用电化学原理控制反应条件能将CO2电催化还原为HCOOH,电解过程中还伴随着析氢反应,若生成HCOOH的电解效率为80%,当电路中转移3mole-时,阴极室溶液的质量增加 25.225.2g[B的电解效率=n(生产B所用的电子)n(通过电极的电子)]。
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V
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c
(
H
2
C
O
3
)
c
(
C
O
2
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3
)
n
(
生产
B
所用的电子
)
n
(
通过电极的电子
)
【答案】+206.1;B;a;反应Ⅰ正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,增大压强,反应Ⅰ正向移动,CH4物质的量分数增大;;;4;25.2
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V
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【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:101引用:5难度:0.5
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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
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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
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