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碳及其化合物广泛存在于自然界。随着科技的进步,利用化学反应原理将含碳物质进行合理转化,已成为资源利用、环境保护等社会关注问题的焦点。如CO2是人类工业生产排放的主要的温室气体,利用CO2制造更高价值化学品是目前的研究热点。
(1)①利用CH4和CO2这两种温室气体可以生产水煤气。已知:
CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-890.3 kJ•mol-1
CO(g)+H2O (g)═CO2(g)+H2 (g)ΔH=+2.8 kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)ΔH=-566.0 J•mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g) 的ΔH=
+247.3
+247.3
kJ•mol-1
②250℃时,以镍合金为催化剂,向4 L恒容容器中通入6molCO2、6molCH4,发生如下反应:CO2 (g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如表:
物质 CH4 CO2 CO H2
体积分数 0.1 0.1 0.4 0.4
此温度下该反应的平衡常数K=
64
64

(2)利用CO2催化加氢可以合成乙醇,反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g)ΔH<0
设m为起始时的投料比,即m=
n
H
2
n
C
O
2

        
①图1中投料比相同,温度从高到低的顺序为
T3>T2>T1
T3>T2>T1

②图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为
m1>m2>m3
m1>m2>m3

(3)高温电解技术能高效实现下列反应:CO2+H2
电解
高温
CO+H2+O2,其可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。工作原理示意图(如图3)

电极a的电极反应式
CO2+H2O+4e-=CO+H2+2O2-
CO2+H2O+4e-=CO+H2+2O2-

(4)工业生产烟气中的CO2捕获技术之一是氨水溶液吸收技术,将烟气冷却至15.5℃~26.5℃后用氨水吸收过量的CO2.已知:NH3•H2O的Kb=1.7×10-5,H2CO3的Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11.吸收后所得溶液的pH
7(填“>”、“=”或“<”)。

【答案】+247.3;64;T3>T2>T1;m1>m2>m3;CO2+H2O+4e-=CO+H2+2O2-;>
【解答】
【点评】
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发布:2024/8/17 18:0:1组卷:18引用:3难度:0.7
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    发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6
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    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
  • 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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