温室气体的利用是当前环境和能源领域的研究热点,合理利用燃料废气中的CO2,也是实现“碳中和”的途径之一。回答下列问题:
(1)CO2与CH4重整可以同时利用两种温室气体,过程中涉及如下反应:
I.CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H1=+247.41kJ•mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2
Ⅲ.CH4(g)+12O2(g)⇌CO(g)+2H2(g)△H3=-35.6kJ•mol-1
①已知:12O2(g)+H2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1,则△H2=+41.2+41.2kJ•mol-1。
②一定条件下,向体积为VL的密闭容器中通入CH4、CO2各1.0mol及少量O2,测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图1所示,x曲线代表 COCO(填化学式)产量变化,1100K时,CH4与CO2的转化率分别为95%和90%,反应I的平衡常数K=(aV)2×(bV)20.05V×0.1V(aV)2×(bV)20.05V×0.1V(mol•L-1)2(写出计算式,用含a、b、V的代数式表示)。

(2)在催化剂作用下CO2和H2合成甲酸涉及以下反应:
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g)△H1<0
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2
刚性容器中CO2(g)和H2(g)按物质的量1:1投料,平衡时HCOOH和CO的选择性随温度变化如图2所示。
①曲线a随温度升高而下降的原因是 CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g)正反应放热,升高温度,平衡逆向移动CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g)正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时HCOOH的选择性,应选择的反应条件为 DD(填标号)。
A.低温、低压
B.高温、高压
C.高温、低压
D.低温、高压
②240℃时,容器内压强随温度的变化如表:
1
2
1
2
(
a
V
)
2
×
(
b
V
)
2
0
.
05
V
×
0
.
1
V
(
a
V
)
2
×
(
b
V
)
2
0
.
05
V
×
0
.
1
V
时间/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
压强/MPa | p0 | 0.91p0 | 0.85p0 | 0.80p0 | 0.80p0 |
0.0625kP02
0.0625kP02
(用含p0、k的式子表示)。【答案】+41.2;CO;;CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g)正反应放热,升高温度,平衡逆向移动;D;0.0625kP02
(
a
V
)
2
×
(
b
V
)
2
0
.
05
V
×
0
.
1
V
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:4引用:1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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