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我国提出了碳达峰、碳中和的目标,控制大气中的CO2浓度,减缓温室效应,将CO2转化为高附加值化工产品成为当前科技工作者的一个重要课题。回答下列问题:
(1)工业生产尿素的基本原料为CO2、NH3,反应历程中的能量变化如图所示(反应历程中的有关物质均为气态)。写出制备尿素的热化学方程式:
CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH22(g)+H2O(g)ΔH=-87kJ/mol
CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH22(g)+H2O(g)ΔH=-87kJ/mol


(2)一定条件下,通过H2的还原作用,CO2可转化为甲醚(CH3OCH3),反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
反应Ⅲ:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)
将H2与CO2按照3:1的体积比通入p=4Mpa的恒压容器中,反应过程中CO2的平衡转化率(X)与含碳物质的平衡收率(Y)随温度变化如图所示。520K达到平衡时,n(H2):n(H2O)=7.7:1。
已知:Ⅰ.选择性(α)=
目标产物中碳原子的物质的量
消耗
C
O
2
的物质的量
×100%
Ⅱ.(收率)(Y)=
目标产物中碳原子的物质的量
C
O
2
总的物质量
×100%

①520K时,甲醚的选择性为
0.58
0.58
(保留两位有效数字)。该温度下,反应Ⅰ的压强平衡常数Kp=
8.5×10-3
8.5×10-3
(保留两位有效数字)。
②甲醚的选择性在520K到535K范围内随温度的升高
减小
减小
(填“减小”、“不变”或“增大”),理由是
520K选择性为0.58,532K时选择性为
0
.
155
0
.
275
=
0
.
56
520K选择性为0.58,532K时选择性为
0
.
155
0
.
275
=
0
.
56
(通过计算说明)。
(3)浙江大学伍广朋研究员课题组开发出新型有机硼催化剂,利用环氧化合物将CO2转化为环状碳酸酯,反应机理如图。

总反应的化学方程式是
CO2+
催化剂
CO2+
催化剂
,该反应的催化剂是物质
i
i
(填“i~v”)。

【答案】CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH22(g)+H2O(g)ΔH=-87kJ/mol;0.58;8.5×10-3;减小;520K选择性为0.58,532K时选择性为
0
.
155
0
.
275
=
0
.
56
;CO2+
催化剂
;i
【解答】
【点评】
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发布:2024/7/25 8:0:9组卷:62引用:1难度:0.5
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    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
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    (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:164引用:26难度:0.3
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