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习近平总书记在党的二十大报告中指出“实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”。CO2的转化和利用是实现“碳中和”的有效途径。回答下列问题:

(1)工业废气中的CO2可制取甲醇,其反应为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
①已知键能如表所示,则ΔH1=
-181kJ•mol-1
-181kJ•mol-1

化学键 C=O C-O H-H C-H O-H
键能/(kJ•mol-1 745 351 436 413 463
②从原料成本角度考虑,应调控反应条件使上述反应中反应物的转化率CO2
小于
小于
(填“大于”“小于”
或“等于”)H2
(2)在200℃时,向2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,进行反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),10min时反应达到平衡,压强降为初始压强的70%。
①以CO2物质的量浓度的变化表示0~10min的化学反应速率v(CO2)=
0.03mol•L-1•min-1
0.03mol•L-1•min-1

②下列选项能说明反应已达到平衡状态的是
AD
AD
(填标号)。
A.v(H2)=3v(CH3OH)
B.容器内气体的密度不再发生变化
C.
n
C
O
2
c
H
2
不再发生变化
D.
n
C
O
2
c
H
2
O
不再发生变化
(3)已知Arrhenius经验公式为Rlnk=-
E
n
T
+C(En为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。为探究M、N两种催化剂对反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)的催化效能,进行相关实验,依据实验数据获得如图1所示曲线,从图中信息获知催化效能较低的催化剂是
M
M
(“M”或“N”),判断理由是
直线M斜率小,Ea
直线M斜率小,Ea

(4)在某催化剂作用下,按n(CO2):n(H2)=1:3向某密闭容器中通入一定量的原料气,发生如下两个反应;
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.17kJ•mol-1
维持压强为5MPa,测得不同温度下反应经t分钟时CO2的转化率和CH3OH的选择性如图2所示(已知:甲醇的选择性=
产物中
C
H
3
OH
物质的量
产物中
C
H
3
OH
CO
物质的量之和
×100%)。
①T1后,温度升高CH3OH选择性降低的可能原因是
T1后,反应达到平衡,温度升高,反应Ⅰ逆向移动,反应Ⅱz正向移动,生成的甲醇减少
T1后,反应达到平衡,温度升高,反应Ⅰ逆向移动,反应Ⅱz正向移动,生成的甲醇减少

②T1温度下,若经过t分钟反应Ⅱ已达平衡,则反应Ⅱ的平衡常数Kp=
0.11
0.11
(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,计算结果保留两位小数)。

【答案】-181kJ•mol-1;小于;0.03mol•L-1•min-1;AD;M;直线M斜率小,Ea大;T1后,反应达到平衡,温度升高,反应Ⅰ逆向移动,反应Ⅱz正向移动,生成的甲醇减少;0.11
【解答】
【点评】
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发布:2024/9/18 2:0:8组卷:26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
  • 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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