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-ΔH12ΔH3+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 BCBC(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 COCO(填化学式)。
②800℃达平衡时,H2的总转化率为 7777%。
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 DD(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+2H2OCO2+8e-+8H+=CH4+2H2O。
②每制得0.1molCH4,理论上Pt电极生成 4.484.48LO2(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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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
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