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我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。其中二氧化碳转化技术是当前研究热点。
Ⅰ.利用温室气体CO2和CH4制备燃料合成气(CO、H2),计算机模拟单个CO2分子与CH4分子的反应历程如图所示

(1)制备合成气CO、H2总反应的热化学方程为
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或0.01(MPa)2
0.01或0.01(MPa)2

Ⅱ.二氧化碳加氢合成甲醇是化学固碳的一种有效途径,不仅可以有效减少空气中的CO2排放,而且还能制备出甲醇清洁能源。反应如下:①ΔH1=-58kJ•mol-1;CO2和H2还可发生副反应生成CO,反应如下:②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ•mol-1
(3)在恒温恒容密闭容器中发生反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),下列能说明该反应已达到平衡状态的是
AD
AD
(填标号)。
A.气体的总压强不再随时间而变化
B.气体的密度不再随时间而变化
C.反应体系的温度保持不变
D.单位时间内断裂CO2中C=O键数目与断裂H2O中O-H键数目相等
(4)使用新型催化剂,将1molCO2和3molH2在一恒容密闭容器中进行反应,CO2的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率:转化的CO2中生成甲醇的物质的量分数)随温度变化如图所示:
①达到平衡时,反应体系内甲醇的产量最高的是
F
F
(填“D”、“E”、“F”)。
②随着温度的升高,CO2的平衡转化率增大,甲醇的选择率降低,是因为:
反应①放热,反应②吸热,随温度升高,反应①逆向移动,反应②正向移动,且反应②正向移动的幅度更大,所以CO2的平衡转化率增大,甲醇的选择率降低
反应①放热,反应②吸热,随温度升高,反应①逆向移动,反应②正向移动,且反应②正向移动的幅度更大,所以CO2的平衡转化率增大,甲醇的选择率降低

Ⅲ.常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3
(5)若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液中c(
CO
2
-
3
):c(
HCO
-
3
)=
0.47
0.47
[常温下K1(H2CO3)=4.5×10-7、K2(H2CO3)=4.7×10-11]。
(6)现有46.6gBaSO4固体,每次用1L1.8mol/LNa2CO3溶液处理,若使BaSO4中的
SO
2
-
4
全部转化到溶液中,需要反复处理
3
3
次。[已知:Ksp(BaCO3)=2.5×10-9、Ksp(BaSO4)=1.0×10-10]

【答案】CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+(E5-E1)NAeV/mol;>;0.01或0.01(MPa)2;AD;F;反应①放热,反应②吸热,随温度升高,反应①逆向移动,反应②正向移动,且反应②正向移动的幅度更大,所以CO2的平衡转化率增大,甲醇的选择率降低;0.47;3
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:59引用:2难度:0.4
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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
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    (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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