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Ⅰ.利用温室气体CO2和CH4制备燃料合成器,计算机模拟单个二氧化碳分子与甲烷分子的反应历程如图所示:已知:leV为1电子伏特,表示一个电子(所带电量为-1.6×10-19C)经过1伏特的电位差加速后所获得的动能。
(1)制备合成气CO、H2总反应的热化学方程式为
CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+(E5-E1)NAeV/mol
CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+(E5-E1)NAeV/mol

(2)向密闭容器,中充入等体积的CO2和CH4,测得平衡时压强对数lgp(CO2)和lgp(H2)的关系如图所示。(压强的单位为:MPa)
①T1
T2(填“>”“<”或“=”)。
②温度为T1时,该反应的压强平衡常数Kp=
0.01
0.01
MPa2
Ⅱ.丙烯是重要的有机合成原料。由丙烷制备丙烯是近年来研究的热点,主要涉及如下反应:
反应ⅰ:2C3H8(g)+O2(g)⇌2C3H6(g)+2H2O(g)ΔH1=-235kJ/mol
反应ii:2C3H8(g)+7O2(g)⇌6CO(g)+8H2O(g)ΔH2=-2742kJ/mol
(3)在压强恒定为100kPa条件下,按起始投料n(C3H8):n(O2)=2:1匀速通入反应器中,在不同温度下反应相同时间,测得丙烷和氧气的转化率如图。
①线
L2
L2
(填“L1”或“L2”)表示丙烷的转化率。
②温度高丁T1K后曲线L2随温度升高而降低的原因为
两个反应均为放热反应,温度升高,化学平衡逆向移动,导致丙烷转化率降低
两个反应均为放热反应,温度升高,化学平衡逆向移动,导致丙烷转化率降低

③当温度高于T2时,L1和L2重合的原因可能是
温度高于T2时,反应ⅱ几乎不发生(反应ⅱ的平衡常数几乎为0)
温度高于T2时,反应ⅱ几乎不发生(反应ⅱ的平衡常数几乎为0)

Ⅲ.综合利用CO2有利于实现碳中和,在某CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中,发生的主要反应有:
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41.1kJ•mol-1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH2=-90.0kJ•mol-1
Ⅲ.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3=-48.9kJ•mol-1
(4)5MPa时,往某密闭容器中按投料比n(H2):n(CO2)=3:1充入H2和CO2。反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y代表
CH3OH
CH3OH
(填化学式)。
②在图中画出反应达到平衡时,
n
H
2
n
C
O
2
随温度变化趋势图(只用画220℃以后)

【答案】CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+(E5-E1)NAeV/mol;>;0.01;L2;两个反应均为放热反应,温度升高,化学平衡逆向移动,导致丙烷转化率降低;温度高于T2时,反应ⅱ几乎不发生(反应ⅱ的平衡常数几乎为0);CH3OH;
【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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  • 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。
    (1)利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知:H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ•mol-1
    (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
     
    ;保持其他条件不变,温度改为T2℃,经25s后达到平衡,测得c(CH4)=2c(C2H4),则0~25s内v(C2H4)=
     
    mol•L-1•s-1
    (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
     
    (填“>”或“<”)0,此时的平衡常数Kp=
     
    (用平衡分压代替浓度进行计算)Pa2
    ②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
     
    (填标号)。
    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
     
    ,一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为
     

    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
  • 3.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.1mol/(L•min).求:
    (1)此时A的浓度c(A)=
     
    mol/L,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反应速率v(B)=
     
    mol/(L•min);
    (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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