随着全球气候问题的日益严重,逐步减少使用和倚靠化石燃料已成为必然趋势,CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径
(1)利用CO2合成二甲醚可实现碳循环,其过程主要发生如下反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.2kJ•mol-1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH2=-122.5kJ•mol-1
其中反应Ⅱ分以下两步完成,
反应Ⅲ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=-49.5kJ•mol-1
反应Ⅳ:2CH3OH⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4
①ΔH4=-23.5kJ/mol-23.5kJ/mol。
②某温度和压强下1molCO2与足量的H2在一定的条件下发生上述反应,已知达到平衡时CO2的转化率为40%,部分物质的物质的量如表:
CH3OH | CO | H2O |
0.06 mol | 0.02 mol | 0.56 mol |
0.3MPa
0.3MPa
,反应Ⅳ的平衡常数Kp═24.89
24.89
(计算结果保留两位小数)。③经研究发现,不同反应条件下反应相同时间(未平衡)测得体系中CH3OH的浓度很低,则可知活化能大小关系为反应Ⅲ
大于
大于
(填“大于”“等于”或“小于”)反应Ⅳ。(2)将CO2转化为乙醇也可以实现碳循环,发生反应的化学方程式为
2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH<0。实验测得:v正═k正c2(CO2)•c6(H2),k逆c(C2H5OH)•c3(H2O),k正、k逆为速率常数,只受温度影响。该反应的lg
1
k
正
1
k
逆
m
m
(填m或n)表示lg1
k
正
由于该反应为放热反应,升高温度平衡常数K的数值减小,而平衡常数K=,则k正增大的少,即温度升高过程中lg数值变化量小
k
正
k
逆
1
k
正
由于该反应为放热反应,升高温度平衡常数K的数值减小,而平衡常数K=,则k正增大的少,即温度升高过程中lg数值变化量小
。k
正
k
逆
1
k
正

(3)用电解法将CO2转化为燃料是实现碳循环的另一种途径,原理如图2所示。铜电极上产生C2H4的电极反应式为
2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O
2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O
,若阴极只产生CO、HCOOH、C2H4,且生成速率相同,则相同条件下Pt电极与Cu电极上产生的O2与HCOOH的物质的量之比为 4:1
4:1
。【答案】-23.5kJ/mol;0.3MPa;24.89;大于;m;由于该反应为放热反应,升高温度平衡常数K的数值减小,而平衡常数K=,则k正增大的少,即温度升高过程中lg数值变化量小;2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O;4:1
k
正
k
逆
1
k
正
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:9引用:1难度:0.6
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(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
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(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 -
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发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6 -
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