我国积极推进绿色低碳发展,承诺力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,下列是我国科学家提出回收利用CO2的两种方案。
方案一:CO2催化氢化制甲烷
(1)已知:①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-802.3kJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)ΔH2=-484.6kJ•mol-1
则反应CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-166.9kJ•mol-1-166.9kJ•mol-1。
(2)在一定压强、不同温度下,某催化剂催化CO2甲烷化,反应2小时,测得CO2的转化率和甲烷化选择性随温度变化的曲线如图所示。甲烷化选择性:指含碳产物中甲烷的物质的量分数。请据图分析:
①当温度超过400℃时,CO2转化率下降的原因可能为 升高温度,催化剂活性降低,反应速率减小,转化率下降升高温度,催化剂活性降低,反应速率减小,转化率下降。
②实验时,检测密闭容器中产物,发现当温度超过450℃时,甲烷的选择性下降的原因是发生反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH>0。若保持温度不变,欲提高甲烷化选择性的措施是 改用更高效的催化剂或增大压强改用更高效的催化剂或增大压强。
方案二:CO2催化氢化制甲醛
(3)在某催化剂作用下,CO2氢化制甲醛的反应为:CO2(g)+2H2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g)ΔH=-6kJ•mol-1。
①一定条件下,向某恒温恒容的密闭容器中充入一定量CO2和H2的混合气体,下列叙述能说明反应已达到平衡状态的是 bcbc(填标号)。
a.气体的密度不变
b.HCHO的浓度保持不变
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.单位时间内,断裂1molH-H键,同时生成1molH-O键
②实验室模拟上述合成HCHO的实验。T1℃时,将CO2与H2按体积比1:2充入2L的密闭容器中,每隔一定时间测得容器内混合气体压强如表所示:
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
压强/kPa | 1.2 | 1.08 | 1.00 | 0.96 | 0.96 | 0.96 |
v
p
(
B
)
=
Δ
p
(
B
)
Δ
t
0.024
0.024
kPa•min-1。该温度下,平衡时,Kp=3.5kPa-1
3.5kPa-1
(保留小数点后一位)。【答案】-166.9kJ•mol-1;升高温度,催化剂活性降低,反应速率减小,转化率下降;改用更高效的催化剂或增大压强;bc;0.024;3.5kPa-1
【解答】
【点评】
声明:本试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布。
发布:2024/6/27 10:35:59组卷:37引用:2难度:0.4
相似题
-
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=
(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
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 -
3.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.1mol/(L•min).求:
(1)此时A的浓度c(A)=
(2)B的平均反应速率v(B)=
(3)x的值为发布:2024/12/30 19:0:1组卷:163引用:26难度:0.3