直接将CO2转化为有机物并非植物的“专利”,科学家通过多种途径实现了CO2合成甲醛,总反应为CO2(g)+2H2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g)ΔH。转化步骤如图1所示:

(1)原料CO2可通过捕捉技术从空气中或工业尾气中获取,写出一种常见的可作CO2捕捉剂的廉价试剂 Na2CO3溶液或氨水或石灰乳Na2CO3溶液或氨水或石灰乳。
(2)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH4,则总反应的ΔH=ΔH1+ΔH2+12ΔH3-12ΔH4ΔH1+ΔH2+12ΔH3-12ΔH4(用图1中焓变以及ΔH4表示)。
(3)T℃,在容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO2和一定量H2,只发生可逆反应①。若起始时容器内气体压强为1.2kPa,达到平衡时,CH3OH(g)的分压与起始投料比[n(H2)n(CO2)]的变化关系如图2所示。

(ⅰ)若5min时到达c点,则0~5min时的平均反应速率v(H2)=0.180.18mol⋅L-1⋅min-1;
(ⅱ)Kp(b)=0.24×0.240.16×0.0830.24×0.240.16×0.083(写计算表达式);
(ⅲ)c点时,再加入CO2(g)和H2O(g),使两者分压均增大0.05kPa,H2的转化率 增大增大(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)在恒温恒容条件下只发生反应②。关于该步骤的下列说法错误的是 BDBD。
A.若反应②正向为自发反应,需满足ΔH2<0
B.若气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应②体系已经达到平衡
C.增大O2的浓度,HCHO(g)的平衡物质的量分数一定增大
D.反应②体系存在v正(H2O2)=v正(CH3OH)
(5)已知Arrhenius公式:Rlnk=-EaT+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。反应①②的有关数据分别如图3所示,Ea相对较小的是 反应②反应②;研究表明,加入某极性介质有助于加快整个反应的合成速率,原因可能是 极性介质使反应①的活化能降低,从而加快了总反应的速率极性介质使反应①的活化能降低,从而加快了总反应的速率。

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【答案】Na2CO3溶液或氨水或石灰乳;ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4;0.18;;增大;BD;反应②;极性介质使反应①的活化能降低,从而加快了总反应的速率
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【解答】
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发布:2024/10/19 17:0:4组卷:15引用:3难度:0.5
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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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