十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。绿色能源是实施可持续发展的重要途径,利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如图1所示。

(1)已知:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH1=-41kJ•mol-1
CH3CH2OH(g)+3H2O(g)⇌2CO2(g)+6H2(g)ΔH2=+174.1kJ•mol-1
反应Ⅰ的热化学方程式为 CH3CH2OH(g)+H2O(g)⇌4H2(g)+2CO(g)ΔH=+256.1kJ•mol-1CH3CH2OH(g)+H2O(g)⇌4H2(g)+2CO(g)ΔH=+256.1kJ•mol-1。
(2)反应Ⅱ在进气比[n(CO):n(H2O)]不同时,测得相应的CO平衡转化率见图2(各点对应的反应温度可能相同,也可能不同;各点对应的其他反应条件都相同)。
①图中A、E和G三点对应的反应温度TA、TE、TG的关系是 TA=TE=TGTA=TE=TG,其原因是 KA=KE=KG=1KA=KE=KG=1。该温度下,要提高CO平衡转化率,除了改变进气比之外,还可采取的措施是 及时移去产物及时移去产物。
②由图中可知CO的平衡转化率与进气比、反应温度之间的关系是 温度相同,进气比越大,CO的平衡转化率越小;进气比相同,反应温度越高,CO的平衡转化率越小温度相同,进气比越大,CO的平衡转化率越小;进气比相同,反应温度越高,CO的平衡转化率越小。
③A、B两点对应的反应速率大小:vA<<vB(填“<”、“=”或“>”)。已知反应速率v=v正-v逆=k正x(CO)x(H2O)-k逆x(CO2)x(H2),k为反应速率常数,x为物质的量分数,在达到平衡状态为D点的反应过程中,当CO的转化率刚好达到20%时,v正v逆=36.036.0。
(3)反应Ⅲ在饱和KHCO3电解液中,电解活化的CO2来制备乙醇,其原理如图3所示,则阴极的电极反应式为 14CO2+12e-+9H2O═CH3CH2OH+12HCO-314CO2+12e-+9H2O═CH3CH2OH+12HCO-3。
v
正
v
逆
HCO
-
3
HCO
-
3
【答案】CH3CH2OH(g)+H2O(g)⇌4H2(g)+2CO(g)ΔH=+256.1kJ•mol-1;TA=TE=TG;KA=KE=KG=1;及时移去产物;温度相同,进气比越大,CO的平衡转化率越小;进气比相同,反应温度越高,CO的平衡转化率越小;<;36.0;14CO2+12e-+9H2O═CH3CH2OH+12
HCO
-
3
【解答】
【点评】
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(1)图1的四个过程中能量转化形式有
A.2种 B.3种 C.4种 D.4种以上
(2)电解过程要消耗大量的电能,而使用微生物作催化剂在阳光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通电2H2(g)+O2(g)△H2光照催化剂
以上反应的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依据图2能量变化写出氢气燃烧生产液态水的热化学方程式
(4)氢能利用需要选择合适的储氢材料.
①NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应生成NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为
②镧镍合金在一定条件下可吸收氢气生产氢化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)释放出气态氢,根据平衡移动的原理,可改变的条件之一是
③一定条件下,如图3所示装置可实现有机物的电化学储氢,使C7H8转化为C7H14,则电解过程中产生的气体X 为发布:2024/12/17 8:0:2组卷:38引用:1难度:0.5 -
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