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工业上CO2加氢制CH4,为CO2的减排与再利用提供了一种新策略,该过程中存在如下反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ΔH1<0
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
回答下列问题:
(1)已知:2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g) ΔH3,则反应CH4(g)+2O2(g)⇌CO2(g)+2H2O(g) ΔH=
2ΔH3+4ΔH2-ΔH1
2ΔH3+4ΔH2-ΔH1
(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
(2)关于反应Ⅰ,下列说法正确的有
BC
BC
(填标号)。
A.反应物的键能之和高于生成物的键能之和
B.低温条件有利于该反应自发进行
C.混合气体的平均摩尔质量不再改变,说明反应已达平衡
D.恒容条件下,充入更多的H2能提高单位体积活化分子的百分数
(3)向恒压密闭装置中充入5molCO2和20molH2,在不同温度下同时发生反应Ⅰ和Ⅱ,达平衡时,测得CH4和CO的物质的量n(X)随温度T变化关系如图所示。

①曲线N对应物质为
CO
CO
(填化学式)。
②800℃达平衡时,H2的总转化率为
77
77
%。
③结合图象分析,达平衡时装置中n(CO2)随温度升高的变化趋势为
D
D
(填标号)。
A.减小
B.增大
C.先减小后增大
D.先增大后减小
④工业制备CH4通常控制温度在500~600℃之间的原因是
温度过低反应速率减慢,温度过高,副反应程度增大
温度过低反应速率减慢,温度过高,副反应程度增大

(4)采用如图装置能实现CO2电化学法制CH4,同时获得副产物O2

①铜电极的电极反应式为
CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O
CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O

②每制得0.1molCH4,理论上Pt电极生成
4.48
4.48
LO2(折算为标准状况)。

【答案】2ΔH3+4ΔH2-ΔH1;BC;CO;77;D;温度过低反应速率减慢,温度过高,副反应程度增大;CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O;4.48
【解答】
【点评】
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发布:2024/8/2 8:0:9组卷:33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:164引用:26难度:0.3
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