做好碳达峰、碳中和工作,是中央经济工作会议确定的2021年八项重点任务之一。CO2的资源化可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善。
(1)一定条件下,由CO2和H2制备甲醇的过程中含有下列反应:
反应1:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH1
反应2:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH2
反应3:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O ΔH3
其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,它们随温度变化的曲线如图1所示。则ΔH2小于小于ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(2)对于上述CO2加氢合成CH3OH的体系,下列说法错误的是 CC(填标号)。
A.增大H2浓度有利于提高CO2的转化率
B.当气体的平均相对分子质量保持不变时,说明反应体系已达平衡
C.体系达平衡后,若压缩体积,则反应1平衡不移动,反应3平衡正向移动
D.选用合适的催化剂可以提高CH3OH在单位时间内的产量。
已知对于反应:aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)其标准平衡常数:kΘ=[p(C)pΘ]c×[p(D)pΘ]d[p(A)pΘ]a[p(B)pΘ]b,某温度为T,压强为16pΘ的恒压密闭容器中,通入1molCO2和3molH2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为amol,CO为bmol(b>a),此时H2O(g)的分压p(H2O)=a+b2-a×8pθa+b2-a×8pθ(用含a、b的代数式表示,下同),反应1的标准平衡常数为 b(a+b)(1-a-b)(3-3a-b)b(a+b)(1-a-b)(3-3a-b)。
(3)电催化还原能将CO2转化为多种碳产物。在铜电极上将CO2还原为CO的机理如图2所示。写出该机理过程总的电极方程式:CO2+2e-+2H+=CO+H2OCO2+2e-+2H+=CO+H2O。
(4)利用CO2为原料可以合成苯乙烯,涉及以下反应:
Ⅰ、C6H5-C2H5(g)⇌C6H5-CH═CH2(g)+H2(g) Kp1=2.7×10-15 ΔHⅠ=23.47kJ•mol-1
Ⅱ、H2(g)+12O2(g)═H2O(g) Kp2=1.26×1040 ΔHⅡ=-241.82kJ•mol-1
结合数据说明乙苯制苯乙烯过程中加氧气的理由 将反应I与反应II相加,整理可得C6H5-C2H5(g)+12O2(g)⇌C6H5-CH═CH2(g)+H2O(g),Kp=Kp1×Kp2=2.9×1025,反应II发生放出热量,使反应I得以实现,ΔHⅠ+ΔHⅡ<0,反应II为反应I提供热量将反应I与反应II相加,整理可得C6H5-C2H5(g)+12O2(g)⇌C6H5-CH═CH2(g)+H2O(g),Kp=Kp1×Kp2=2.9×1025,反应II发生放出热量,使反应I得以实现,ΔHⅠ+ΔHⅡ<0,反应II为反应I提供热量。
[
p
(
C
)
p
Θ
]
c
×
[
p
(
D
)
p
Θ
]
d
[
p
(
A
)
p
Θ
]
a
[
p
(
B
)
p
Θ
]
b
a
+
b
2
-
a
a
+
b
2
-
a
b
(
a
+
b
)
(
1
-
a
-
b
)
(
3
-
3
a
-
b
)
b
(
a
+
b
)
(
1
-
a
-
b
)
(
3
-
3
a
-
b
)
1
2
1
2
1
2
【考点】化学平衡的影响因素;原电池与电解池的综合.
【答案】小于;C;×8pθ;;CO2+2e-+2H+=CO+H2O;将反应I与反应II相加,整理可得C6H5-C2H5(g)+O2(g)⇌C6H5-CH═CH2(g)+H2O(g),Kp=Kp1×Kp2=2.9×1025,反应II发生放出热量,使反应I得以实现,ΔHⅠ+ΔHⅡ<0,反应II为反应I提供热量
a
+
b
2
-
a
b
(
a
+
b
)
(
1
-
a
-
b
)
(
3
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3
a
-
b
)
1
2
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:49引用:2难度:0.6
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②以下有关说法正确的是
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
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