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2021年10月27日,以“探索与展望第五次工业革命中时尚产业的方向和绿色共识”为主题的2021气候创新•时尚峰会在柯桥举行。大会倡导绿色、低碳、循环、可持续的发展方式,共同构建新型世界纺织产业命运共同体。
(1)已知下列热化学方程式:
ⅰ.CH2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)  ΔH1=-164.9kJ•mol-1
ⅱ.CH2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)   ΔH2=+41.2kJ•mol-1
已知在某种催化剂的作用下,CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)的正反应的活化能Ea(正)为312kJ⋅mol-1,则该反应逆反应的活化能Ea(逆)
105.9
105.9
kJ/mol。
(2)将n(H2):n(CO2)=4:1的混合气体充入反应器中,气体总压强为0.1MPa,平衡时c(CO2)、υ(CO2)与温度的关系如图1所示。22~400℃时,CO2的物质的量浓度随温度升高而增大的原因是
△H1<0,△H2>0,温度升高时,反应ⅰ平衡向左移动使CO2增加的量比反应ⅱ平衡向右移动使CO2减少的量多
△H1<0,△H2>0,温度升高时,反应ⅰ平衡向左移动使CO2增加的量比反应ⅱ平衡向右移动使CO2减少的量多


(3)在使用某种催化剂催化CO2加氢合成乙烯的反应时,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物。若在催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 CO2转化率/% 各产物在所有产物中的占比/%
C2H4 C3H6 其他
Na 42.5 35.9 39.6 24.5
K 27.2 75.6 22.8 1.6
Cu 9.8 80.7 12.5 6.8
欲提高单位时间内乙烯的产量,在催化剂中添加
K
K
助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是
降低生成乙烯的反应所需要的活化能,加快乙烯生成速率,而对其他副反应几乎无影响
降低生成乙烯的反应所需要的活化能,加快乙烯生成速率,而对其他副反应几乎无影响

(4)在T℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO2和一定量的H2发生反应:CO2(g)+2H2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g) ΔH<0。达到平衡时,HCHO的分压与起始的
n
H
2
n
C
O
2
关系如图2所示。
①起始时容器内气体总压强为1.2pkPa,若5min时反应到达c点,则υ(H2)=
0.12
0.12
mol⋅L-1⋅min-1
②b点时反应的化学平衡常数Kp=
3.52
3.52
(保留三位有效数字)(pkPa)-1
③c点时,再加入CO2(g)和H2O(g),使二者分压均增大0.05pkPa,则H2的转化率
增大
增大
(填“增大”、“不变”或“减小”)。

【答案】105.9;△H1<0,△H2>0,温度升高时,反应ⅰ平衡向左移动使CO2增加的量比反应ⅱ平衡向右移动使CO2减少的量多;K;降低生成乙烯的反应所需要的活化能,加快乙烯生成速率,而对其他副反应几乎无影响;0.12;3.52;增大
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:43引用:4难度:0.6
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    (1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
    ①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有关说法正确的是
     

    a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
    b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
    c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
    d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
    (2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
    则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ•mol-1
    (3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆.甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.
    ①该电池正极的电极反应式为
     

    ②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
     
    个电子发生转移.
    (4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是
     
     
    (用相关的电极反应式和离子方程式表示)

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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