当今,世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此,研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)用CO2合成燃料甲醇(CH3OH)是碳减排的新方向,可能涉及的反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2 (g)⇌CH3OH(g)+H2O (g)ΔH 1=-49.6kJ•mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2 (g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH 2=+41.2kJ•mol-1
反应Ⅲ:CO (g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH3
则:反应Ⅲ的ΔH 3=-90.8-90.8 kJ•mol-1
(2)绝热恒容的条件下,向密闭容器通入CO2和H2进行反应,若只进行反应ⅡCO2(g)+H2 (g)⇌CO(g)+H2O(g),下面能说明反应已达到平衡状态的是 BCBC;
A.v (CO)=v (H2O)
B.容器内压强不变
C.单位时间内每形成1mol H-H键,同时形成2mol O-H键
D.容器内 n(CO)n(H2O)的值保持不变
(3)某温度下的密闭容器中,充入1molCO2和3 mol H2,发生反应Ⅰ:CO2(g)+3H2 (g)⇌CH3OH(g)+H2O (g)。现测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1所示。

从反应开始到4min时,氢气的平均反应速率v(H2)=0.75mol/(L•min)0.75mol/(L•min);平衡时,CO2的转化率为 75%75%。
(4)光催化技术具有高效、节能的优点,利用钛酸锶光催化还原CO2有利于实现“碳中和”,其原理如图2所示,写出铂电极的电极反应式 CO2+8e-+8H+=CH4+2H2OCO2+8e-+8H+=CH4+2H2O。当有2molH+从左向右从左向右( 填“从右向左”或“从左向右”)迁移时,电池左侧生成的氧气在标况下的体积为 11.2L11.2L。
n
(
CO
)
n
(
H
2
O
)
【答案】-90.8;BC;0.75mol/(L•min);75%;CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O;从左向右;11.2L
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:14引用:1难度:0.5
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发布:2025/1/6 6:0:5组卷:31引用:4难度:0.7 -
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②CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ•mol-1发布:2025/1/6 6:0:5组卷:90引用:3难度:0.5 -
3.现代工业将煤汽化,既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO2等的排放,又可以扩大水煤气的用途.甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用水煤气来合成甲醇CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).
(1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有关说法正确的是
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
(2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
(3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆.甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.
①该电池正极的电极反应式为
②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
(4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5