我国提出努力争取在2060年前实现碳中和,碳中和的关键是CO2的转化、回收和重整。
(1)CO2转化为甲醇。
①已知:Ⅰ.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH1=-99.0kJ•mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.0kJ•mol-1
则CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-58kJ/mol-58kJ/mol。
②在恒温恒容下,反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)达平衡状态的标志是 bb(填序号)。
a.v正(H2O)=3v逆(H2)
b.容器内混合气体平均相对分子质量不变
c.平衡常数K保持不变
d.容器内气体的密度保持不变
③一定温度下,欲提高甲醇的产率,可采取的措施有 加压、及时分离出甲醇加压、及时分离出甲醇(任写两条)。
(2)天然气还原法。发生的反应为CH4(g)+3CO2(g)⇌4CO(g)+2H2O(g)。
①一定温度下,在一个固定容积的密闭容器中,测得平衡时CO的体积分数与x[x=n(CO2)n(CH4)]的关系如图甲所示,图甲中曲线变化的原因是 开始时CO2相对较少,生成的CO的量较少,随着x的增大,平衡时生成的CO增多,体积分数增大,当x=3时,平衡时CO的体积分数最大,x>3时,随着CO2增多,转化率下降,平衡时CO体积分数减小开始时CO2相对较少,生成的CO的量较少,随着x的增大,平衡时生成的CO增多,体积分数增大,当x=3时,平衡时CO的体积分数最大,x>3时,随着CO2增多,转化率下降,平衡时CO体积分数减小。
②若c点对应的压强为p,则该温度下的平衡常数Kp=(p4)2×(p2)4p16×(3p16)3(p4)2×(p2)4p16×(3p16)3(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数,写出计算式即可)。
③催化剂在温度不同时对CO2转化率的影响如图乙所示,判断M点 未未(填“已”或“未”)到达平衡,理由是 催化剂只改变速率,不影响平衡,M点CO2的转化率小于N点,则一定没有达到平衡状态催化剂只改变速率,不影响平衡,M点CO2的转化率小于N点,则一定没有达到平衡状态。
(3)二氧化碳还可与氢气发生化合反应制甲酸:CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g)。在恒容密闭容器中充入一定量的CO2(g)和H2(g),测得CO2(g)的转化率在不同温度下与时间关系如图丙所示[已知速率方程为v正=k正•c(CO2)•c(H2),v逆=k逆•c(HCOOH)(k是速率常数,只与温度有关)]。
①该反应的ΔH <<0(填“>”或“<”)。
②A点v正>>v逆(填“>”、“<”或“=”)。
③T1条件下,测得平衡体系中c(H2)=0.20mol•L-1,计算k正k逆的值,写出计算过程 T1条件下,CO2(g)的平衡转化率为80%,设CO2的初始物质的量浓度为xmol⋅L-1,则平衡时c(CO2)=0.2xmol⋅L-1,c(HCOOH)=0.8xmol⋅L-1,c(H2)=0.20mol⋅L-1,平衡时v正=v逆,可得k正k逆=c(HCOOH)c(CO2)⋅c(H2)=0.8x0.2x×0.2=20T1条件下,CO2(g)的平衡转化率为80%,设CO2的初始物质的量浓度为xmol⋅L-1,则平衡时c(CO2)=0.2xmol⋅L-1,c(HCOOH)=0.8xmol⋅L-1,c(H2)=0.20mol⋅L-1,平衡时v正=v逆,可得k正k逆=c(HCOOH)c(CO2)⋅c(H2)=0.8x0.2x×0.2=20。
[
x
=
n
(
C
O
2
)
n
(
C
H
4
)
]
(
p
4
)
2
×
(
p
2
)
4
p
16
×
(
3
p
16
)
3
(
p
4
)
2
×
(
p
2
)
4
p
16
×
(
3
p
16
)
3
k
正
k
逆
c
(
C
O
2
)
=
0
.
2
xmol
⋅
L
-
1
,
c
(
HCOOH
)
=
0
.
8
xmol
⋅
L
-
1
,
c
(
H
2
)
=
0
.
20
mol
⋅
L
-
1
k
正
k
逆
=
c
(
HCOOH
)
c
(
C
O
2
)
⋅
c
(
H
2
)
=
0
.
8
x
0
.
2
x
×
0
.
2
=
20
c
(
C
O
2
)
=
0
.
2
xmol
⋅
L
-
1
,
c
(
HCOOH
)
=
0
.
8
xmol
⋅
L
-
1
,
c
(
H
2
)
=
0
.
20
mol
⋅
L
-
1
k
正
k
逆
=
c
(
HCOOH
)
c
(
C
O
2
)
⋅
c
(
H
2
)
=
0
.
8
x
0
.
2
x
×
0
.
2
=
20
【答案】-58kJ/mol;b;加压、及时分离出甲醇;开始时CO2相对较少,生成的CO的量较少,随着x的增大,平衡时生成的CO增多,体积分数增大,当x=3时,平衡时CO的体积分数最大,x>3时,随着CO2增多,转化率下降,平衡时CO体积分数减小;;未;催化剂只改变速率,不影响平衡,M点CO2的转化率小于N点,则一定没有达到平衡状态;<;>;T1条件下,CO2(g)的平衡转化率为80%,设CO2的初始物质的量浓度为xmol⋅L-1,则平衡时,平衡时v正=v逆,可得
(
p
4
)
2
×
(
p
2
)
4
p
16
×
(
3
p
16
)
3
c
(
C
O
2
)
=
0
.
2
xmol
⋅
L
-
1
,
c
(
HCOOH
)
=
0
.
8
xmol
⋅
L
-
1
,
c
(
H
2
)
=
0
.
20
mol
⋅
L
-
1
k
正
k
逆
=
c
(
HCOOH
)
c
(
C
O
2
)
⋅
c
(
H
2
)
=
0
.
8
x
0
.
2
x
×
0
.
2
=
20
【解答】
【点评】
声明:本试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布。
发布:2024/4/20 14:35:0组卷:19引用:1难度:0.6
相似题
-
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=
(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
(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
②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
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)=
(2)B的平均反应速率v(B)=
(3)x的值为发布:2024/12/30 19:0:1组卷:163引用:26难度:0.3