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我国将在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,某研究小组利用工业废气中的CO2在催化剂的作用下合成甲醇,发生反应:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1
已知:Ⅰ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.03kJ•mol-1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH3=-90.0kJ⋅mol-1
(1)根据以上化学反应方程式,计算反应热ΔH1=
-48.97kJ/mol
-48.97kJ/mol

(2)下列有关合成甲醇的说法中正确的是
A
A
(填标号)。
A.增大氢气的浓度,有利于提高甲醇的产率
B.选择合适的催化剂,有利于平衡正向移动
C.低温有利于平衡正向移动,因此实际生产中温度越低越好
D.高压有利于平衡正向移动,因此实际生产中压强越高越好
(3)反应温度和催化剂组成与反应物CO2的转化率和产物甲醇的选择性高度相关。改变温度和催化剂组成,控制其他条件相同进行四组实验,得到的实验数据如下表所示:
实验编号 温度/℃ 催化剂组成 CO2转化率/% 甲醇选择性/%
250 Cu/ZnO/Al2O3 12.3 42.3
250 Cu/ZnO/ZrO2 30.3 87.2
300 Cu/ZnO/Al2O3 15.3 38.5
300 Cu/ZnO/ZrO2 30.5 60.2
注:“甲醇选择性”是指生成甲醇的二氧化碳占所有参与反应的二氧化碳的百分比。
结合表中数据可知,用CO2生产甲醇的最优条件为
(填实验编号)。
(4)如图为一定温度下,5.0×105Pa时,氢气的转化率α(H2)与投料比
n
H
2
n
C
O
2
n
H
2
n
C
O
2
的关系图象,请在图中画出相同温度下,压强为1.0×105Pa时对应的变化曲线


(5)某研究小组采用甲醇燃料电池,以石墨为电极材料进行电解饱和NaCl溶液的实验,装置如图所示:

①甲醇燃料电池工作时,甲醇应由
a
a
(填“a”或“b”)口通入。该燃料电池的正极反应式为
O2+4H++4e-=2H2O
O2+4H++4e-=2H2O

②电解一段时间后,c1、c2电极上均有气体产生,其中c2电极上得到的是
H2
H2
,电解NaCl溶液的离子方程式为
2Cl-+2H2O
电解
Cl2↑+H2↑+2OH-
2Cl-+2H2O
电解
Cl2↑+H2↑+2OH-

【答案】-48.97kJ/mol;A;乙;;a;O2+4H++4e-=2H2O;H2;2Cl-+2H2O
电解
Cl2↑+H2↑+2OH-
【解答】
【点评】
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发布:2024/9/19 0:0:8组卷:10引用:2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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