研究二氧化碳的资源化利用具有重要的意义。回答下列问题:
(1)已知下列热化学方程式:
反应I:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=-164.9kJ/mol。
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ/mol
则反应CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)的ΔH3=+206.1kJ/mol+206.1kJ/mol。
(2)在T℃时,将CO2和H2加入容积不变的密闭容器中,发生反应CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g),能判断反应达到平衡的是 BDBD(填字母)。
A.CO2的消耗速率和CH4的生成速率相等
B.容器内气体压强不再发生变化
C.混合气体的密度不再发生变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
(3)将n(CO2):n(H2)=1:4的混合气体充入密闭容器中发生上述反应Ⅰ、Ⅱ,在不同温度和压强时,CO2的平衡转化率如图所示。

0.1MPa时,CO2的转化率在600℃之后随温度升高而增大的主要原因是 反应I的△H1<0,反应II的△H2>0,600℃之后,温度升高,反应II向右移动,二氧化碳减少的量比反应I向左移动二氧化碳增加的量多反应I的△H1<0,反应II的△H2>0,600℃之后,温度升高,反应II向右移动,二氧化碳减少的量比反应I向左移动二氧化碳增加的量多。
(4)CO2加氢制备CH4的一种催化机理如图,下列说法正确的是 BDBD。

A.催化过程使用的催化剂为La2O3和La2O3CO3
B.La2O3CO3可以释放出CO2*(活化分子)
C.H2经过Ni活性中心断键裂解产生活化态H*的过程为放热过程
D.CO2加氢制备CH4的过程需要La2O3和Ni共同完成
(5)一定温度和压强为1MPa条件下,将CO2和H2按物质的量之比为1:4通入密闭弹性容器中发生催化反应,假设只发生反应;
Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
10min时两个反应均达到平衡,CO2平衡转化率为80%.CH4选择性为50%,[CH4的选择性=n(CH4)n(CH4)+n(CO)]。该温度下,反应Ⅱ的Kp=1.21.2(已知Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数,即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替),用CH4的分压变化表示反应Ⅰ在10分钟内达平衡的平均速率为 1105(或0.0095)1105(或0.0095)(保留两位有效数字)MPa•min-1。
n
(
C
H
4
)
n
(
C
H
4
)
+
n
(
CO
)
1
105
1
105
【答案】+206.1kJ/mol;BD;反应I的△H1<0,反应II的△H2>0,600℃之后,温度升高,反应II向右移动,二氧化碳减少的量比反应I向左移动二氧化碳增加的量多;BD;1.2;(或0.0095)
1
105
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:12引用:1难度:0.7
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