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用CO2制备C2H4,有利于实现“双碳”目标。主要反应为:
I.2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g)   ΔH1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)    ΔH2>0
(1)已知298K时,部分物质的相对能量如下表所示(忽略ΔH随温度的变化)。
物质 CO2(g) H2O(l) H2O(g) CO(g) H2(g) C2H4(g)
相对能量(kJ•mol-1 -393 -286 -242 -110 0 52
则ΔH1=
-130
-130
kJ•mol-1
(2)向某刚性容器中,按投料比n(CO2):n(H2)=1:3充入CO2和H2,在不同催化剂(M、N)下发生上述反应。一段时间后,测得CO2的转化率,C2H4的选择性(含碳生成物中C2H4的百分含量)随温度的变化如图所示。

①由图可知,
N
N
的催化效果好(填“M”或“N”)。
②500~800K之间,乙烯的选择性随温度变化的原因是
温度升高催化剂活性降低或者升高温度更有利于反应Ⅱ的进行
温度升高催化剂活性降低或者升高温度更有利于反应Ⅱ的进行

(3)在一定条件下,向密闭容器中充入5.0molCO2和8.0molH2,发生反应HO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g)。测得相同时间内,CO2的转化率随温度的变化如图所示(虚线表示CO2的平衡转化率随温度的变化,实线表示CO2的实时转化率随温度的变化)。

①由图可知,达到平衡状态的点有
z、w
z、w
(填“x”“y”“z”或“w”),v(x)
v(z)(填“>“<”或“=”);已知w点体系的压强为200kPa,则T0时,该反应的标准平衡常数Kθ=
55.56
55.56
。(保留2位小数,已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应dD(g)+eE(g)⇌gG(g)+hH(g),Kθ=
P
G
P
θ
g
P
H
P
θ
h
P
D
P
θ
d
P
E
P
θ
e
,其中pθ=100kPa,PG、PH、PD、PE为各组分的平衡分压)
②CO2的平衡转化率随温度变化逐渐减小的原因为
升高温度平衡逆向移动,CO2转化率降低
升高温度平衡逆向移动,CO2转化率降低

【答案】-130;N;温度升高催化剂活性降低或者升高温度更有利于反应Ⅱ的进行;z、w;<;55.56;升高温度平衡逆向移动,CO2转化率降低
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:40引用:3难度:0.5
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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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