对CO2的综合利用是化学工作者实现“碳中和”重点研究的课题。
(1)一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+2H2(g)⇌C(s)+2H2O(g)ΔH。
①已知“生成焓是一定条件下,由其对应最稳定单质生成1mol化合物时的反应热”。CO2(g)和H2O(g)的生成焓为-394kJ/mol和-242kJ/mol。则ΔH=-90-90kJ/mol。
②若要此反应自发进行 低温低温(填“高温”或“低温”)更有利。
③Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是 断裂CO2和H2的共价键所需的能量较高,即该反应所需的活化能较高断裂CO2和H2的共价键所需的能量较高,即该反应所需的活化能较高。
(2)350℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入8molH2和4molCO2发生Bosch反应。若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示:
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
压强 | 6.00P | 5.60P | 5.30P | 5.15P | 5.06P | 5.00P | 5.00P |
1
p
1
p
②Bosch反应的速率方程:v正=k正⋅c(CO2)⋅c2(H2),v逆=k逆⋅c2(H2O)(k是速率常数,只与温度有关)。30min时,
k
正
k
逆
>
>
c
2
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
c
2
(
H
2
)
Ⅱ.二氧化碳也可用干尿素的制备:一定条件下,向10L恒容密闭容路中充入2molNH3和1molCO2,发生反应:2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH<0。
(3)该反应6min时达到平衡,测得容器中气体密度为5.4g⋅L-1,如图是该条件下,系统中尿素的物质的量随反应时间的变化趋势,当反应时间达到2min时,迅速将体系升温(仅发生上述反应),请在图中画出2~8min内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线



【考点】化学平衡的计算.
【答案】-90;低温;断裂CO2和H2的共价键所需的能量较高,即该反应所需的活化能较高;;>;
1
p

【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:16引用:1难度:0.5
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