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将CO2转化为高附加值化学品已成为化学研究的重要课题,工业上利用CO2和异丁烷[CH(CH33]反应制备汽油添加剂的主要成分异丁烯[CH2═C(CH32]。
已知:
反应Ⅰ:CH(CH33(g)+CO2(g)⇌CH2=C(CH32(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH1=+165.2kJ⋅mol-1
反应Ⅱ:CH(CH33(g)⇌CH2=C(CH32(g)+H2(g)  ΔH2
反应Ⅲ:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)  ΔH3=-41.2kJ⋅mol-1
回答下列问题:
(1)则反应Ⅱ的ΔH2=
+124.0kJ⋅mol-1
+124.0kJ⋅mol-1

(2)向1.0L恒容密闭容器中加入1molCH(CH33(g)和1molCO2(g),利用反应Ⅰ制备异丁烯。已知正反应速率可表示为常数v=k⋅c[CH(CH33]⋅c(CO2),逆反应速率可表示为v=k⋅c[CH2=C(CH32]⋅c(CH2O)⋅c(CO),其中k、k为速率常数。
①图1中能够代表k的曲线为
L3
L3
(填“L1”“L2”“L3”或“L4”)。

②温度为T1时,反应Ⅰ的化学平衡常数K=
1
1
,平衡时CH(CH33的转化率
50%(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)CH4-CO2重整技术是实现“碳中和”的一种理想的CO2利用技术,反应为CO2(g)+CH4⇌2CO(g)+2H2(g)。在pMPa时,将CO2和CH4按物质的量之比为1:1充入密闭容器中,分别在无催化剂及ZrO2催化下反应相同时间,测得CO2的转化率与温度的关系如图2所示。
①a点,CO2的转化率相等,原因是
温度较高,催化剂失活
温度较高,催化剂失活

②在pMPa、900℃、ZrO2催化条件下,将CO2、CH4、H2O(g)按物质的量之比为1:1:n充入密闭容器中,CO2的平衡转化率为α,此时平衡常数Kp=
p
2
CO
p
2
H
2
p
C
O
2
p
C
H
4
p
2
CO
p
2
H
2
p
C
O
2
p
C
H
4
(以分压表示,分压=总压×物质的量分数。用含α、n、p的计算表达式表示)。
(4)利用电化学可以将CO2有效转化为甲酸根离子(HCOO-),装置如图3所示。已知:阴极生成的副产物是H2。当阳极生成O2的体积为224mL(标准状况)时,测得阴极区内的c(HCOO-)=0.015mol⋅L-1,则电解效率为
75%
75%
(忽略电解前后溶液体积的变化。电解效率=
一段时间内生成目标产物转移的电子数
一段时间内电解池转移的电子总数
×100%)。

【答案】+124.0kJ⋅mol-1;L3;1;>;温度较高,催化剂失活;
p
2
CO
p
2
H
2
p
C
O
2
p
C
H
4
;75%
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:36引用:1难度:0.5
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  • 1.氢气最早于16世纪被人工制取出来,氢气是一种清洁能源。
    (1)利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知:H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    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:163引用:26难度:0.3
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