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我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。“碳中和”是指二氧化碳的排放总量和减少总量相当,这对于改善环境,实现绿色发展至关重要。回答下列问题:
Ⅰ.化学链燃烧(CLC)是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新技术,与传统燃烧方式相比,避免了空气和燃料的直接接触,有利于高效捕集CO2。基于CuO/Cu2O载氧体的甲烷化学链燃烧技术示意图如图。

空气反应器与燃料反应器中发生的反应分别为:
①2Cu2O(s)+O2(g)═4CuO(s)ΔH=-227kJ/mol
②8CuO(s)+CH4(g)═4Cu2O(s)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-348kJ/mol
(1)反应CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)ΔH=
-802
-802
kJ/mol。
(2)氧的质量分数:载氧体Ⅰ
(填“>”“=”或“<”)载氧体Ⅱ。
(3)往盛有CuO/Cu2O载氧体的刚性密闭容器中充入空气[氧气的物的量分数x(O2)为21%],发生反应①。平衡时x(O2)随反应温度T变化的曲线如图1所示。985℃时O2的平衡转化率a(O2)=
58%
58%
(保留2位有效数字)。

Ⅱ.利用工厂废气中的硫化氢可将CO转化为化工原料羰基硫(COS):CO(g)+H2S(g)→COS(g)+H2(g)ΔH,240℃时,其平衡常数K=1。
(4)在某密闭容器中,以不同投料比[
n
CO
n
H
2
S
]进行上述反应,相同时间内H2S的转化率与温度(T)的关系如图2所示。则ΔH
(填“>”或“<”)0,转化率先增大后减小的原因是
该反应为放热反应,温度小于T0时反应未达平衡,故随温度升高,H2S转化率增大;温度大于T0后反应已达平衡,升温导致平衡逆向移动,硫化氢平衡转化率降低
该反应为放热反应,温度小于T0时反应未达平衡,故随温度升高,H2S转化率增大;温度大于T0后反应已达平衡,升温导致平衡逆向移动,硫化氢平衡转化率降低


(5)分别在300℃、320℃进行上述反应,反应中H2S(g)和COS(g)的体积分数(ω)随时间(t)的变化关系如图3所示。已知:起始时密闭容器中ω[H2S(g)]和ω[CO(g)]、ω[COS(g)]和ω[H2(g)]分别相等。则320℃时,表示ω[H2S(g)]的曲线是
(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
Ⅲ.二氧化碳催化加氢合成乙烯也是综合利用CO2的热点研究领域。CO2和H2在铁系催化剂作用下发生化学反应:
①2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g)
②CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
(6)在1L密闭容器中通入1molCO2和3molH2,在铁系催化剂作用下进行反应,CO2的平衡转化率随温度和压强的变化如图4所示,图4中点M(350,70),此时乙烯的选择性为
4
7
(选择性:转化的CO2中生成C2H4和CO的百分比)。则该温度时反应②的平衡常数Kp=
11
15
11
15
(分压=总压×物质的量分数)。

【答案】-802;>;58%;<;该反应为放热反应,温度小于T0时反应未达平衡,故随温度升高,H2S转化率增大;温度大于T0后反应已达平衡,升温导致平衡逆向移动,硫化氢平衡转化率降低;甲;
11
15
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:92引用:3难度:0.6
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  • 1.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
  • 2.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
  • 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)=
     
    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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