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/molCO2(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=0.010.01MPa2。
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 L2L2(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 CH3OHCH3OH(填化学式)。
②在图中画出反应达到平衡时,n(H2)n(CO2)随温度变化趋势图(只用画220℃以后) 
。
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)


【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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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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