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2020年中国向世界宣布2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。转化和吸收CO2的研究成为更加迫切的任务。
(1)在催化剂作用下CO2和H2发生反应Ⅰ:CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g)ΔH1。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) H2(g) C2H4(g)
相对能量(kJ•mol-1 -393 -286 -242 0 52
则ΔH1=
-130
-130
kJ⋅mol-1,该反应能够自发进行的条件是
较低温度
较低温度
(填“较高温度”或“较低温度”)。
(2)在恒温恒容条件下,向密闭容器中充入CO2、H2,加入合适催化剂,发生反应Ⅰ,下列情况表明反应Ⅰ达到平衡状态的是
AC
AC
(填序号)。
A.C2H4的体积分数保持不变
B.混合气体密度保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.混合气体中C2H4与H2O(g)的分压之比不变
(3)在一体积不变的密闭容器中投入0.4molCO2和1.2molH2,发生反应1,测得CO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示;
①随着温度升高,不同压强下,CO2的平衡转化率接近相等,原因是
随着温度升高,压强对平衡的影响逐渐减小
随着温度升高,压强对平衡的影响逐渐减小

②若反应平衡时M点(p2对应压强下)密闭容器的体积为2L,请列出计算N点条件下反应Ⅰ的平衡常数的计算式K=
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6
(只列计算式)。
(4)CO2催化加H2还可能生成其他含碳化合物。研究发现,Fe、Co固体双催化剂的成分对相同时间内CO2转化率和产物选择性有重要作用,部分研究数据如下表所示:
实验编号 n(Fe):n(CO) CO2转化率/% CO选择性/% CH4选择性/% C2H4选择性/% 反应后固体的成分
1 100:0 1.1 100 0 0 Fe和少量Fe3O4
2 50:50 30.5 36.8 42.9 20.3 Fe和Co
3 0:100 69.2 2.7 97.1 0.2 Co
下列说法错误的是
D
D
(填序号)。
A.实验1中生成Fe3O4的化学方程式为3Fe+4CO2═Fe3O4+4CO
B.用该方法制备CH4时,最好选用金属Co作催化剂
C.n(Fe):n(Co)对该制备过程影响很大
D.若生成等物质的量的CH4和C2H4,转移的电子数比值为2:1
(5)在一定条件下,选择合适的催化剂使CO2只发生转化为CO的反应;CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH>0。调整CO2和H2初始投料比,测得在一定投料比和一定温度下,该反应CO2的平衡转化率如图所示:
已知:Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数;反应速率v=v-v=kx(CO2)x(H2)-kx(CO)x(H2O),k、k分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。B、E、F三点反应温度最高的是
F
F
点,计算E点所示的投料比在从起始到平衡的过程中,当CO2转化率达到40%时,
v
v
=
2.25
2.25

【答案】-130;较低温度;AC;随着温度升高,压强对平衡的影响逐渐减小;
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;D;F;2.25
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:41引用:1难度:0.6
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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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