“碳中和”引起各国的高度重视,正成为科学家研究的主要课题,综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。
(1)利用CO2与CH4制备合成气CO、H2,可能的反应历程如下所示:
反应①:CH4(g)⇌C(ads)+2H2(g)
②:C(ads)+CO2(g)⇌2CO(g)

说明:C(ads)为吸附性活性炭,E为对应物质的总能量。
①利用CO2与CH4制备合成气CO、H2的总反应的热化学方程式为 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=(E3-E1)kJ•mol-1CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=(E3-E1)kJ•mol-1。
②该反应历程中决定反应速率快慢的是(填“反应①”或“反应②”) 反应①反应①,据图中1所示,理由是 由图1可知,反应①的活化能大于反应②由图1可知,反应①的活化能大于反应②。
(2)工业上用CO2和H2合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-50kJ•mol-1。一定条件下,向容积均为2L的恒容密闭容器中通入1.0molCO2(g)和3.0molH2(g),在不同催化剂X、Y的催化下发生反应。测得5min时,CO2转化率与温度的变化关系如图2实线所示(虚线表示CO2平衡转化率)。
①该反应选用的适宜催化剂为 XX(填“X”或“Y”)。
②T1K时,a点对应容器在0~5min内的平均反应速率v(H2)=0.12mol•L-1•min-10.12mol•L-1•min-1。
③b、c点对应状态下反应物的有效碰撞几率b >>c(填“>”“<”或“.”),c→b段CO2转化率减小的原因是 该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO2转化率减小该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO2转化率减小。
④T2K时,该反应平衡常数K=2.082.08(保留三位有效数字),保持温度不变,向容器中再充入0.2molCO2(g)、0.6molCH3OH(g),平衡将 向逆反应方向向逆反应方向移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)。
【考点】化学平衡的计算;化学反应速率的影响因素.
【答案】CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=(E3-E1)kJ•mol-1;反应①;由图1可知,反应①的活化能大于反应②;X;0.12mol•L-1•min-1;>;该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO2转化率减小;2.08;向逆反应方向
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:9引用:1难度:0.5
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