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将CO2转化为CO、CH3OH等燃料,可以有效的缓解能源危机,同时可以减少温室气体,实现“双碳目标”。
(1)t℃时,H2还原CO2的热化学方程式如下:
Ⅰ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41kJ•mol-1
Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-49.5kJ•mol-1
已知反应Ⅰ、Ⅱ的平衡常数分别为K1、K2。由盖斯定律可知,CO(g)与2molH2(g)反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-49.5-41)kJ•mol-1=-90.5kJ•mol-1
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-49.5-41)kJ•mol-1=-90.5kJ•mol-1
,K=
K
2
K
1
K
2
K
1
(用K1、K2表示)。
(2)若反应Ⅰ的正反应活化能表示为EkJ•mol-1,则E
41(填“>”“<”或“=”)。
(3)t℃,向10L密闭容器中充入1molCO2和2.5molH2,发生反应Ⅰ,5min达到平衡时,测得CO的物质的量为0.5mol。
①平衡时CO的体积分数=
1
7
或14.3%
1
7
或14.3%

②下列措施既能加快反应速率又能提高CO2的平衡转化率的是
AB
AB

A.升高反应温度
B.增大H2的浓度
C.分离出CO
D.缩小容器容积
③t℃,向10L密闭容器中充入2molCO2和一定量的H2,发生反应Ⅰ,两种气体的平衡转化率(a),与起始反应物的物质的量之比
n
C
O
2
n
H
2
的关系如图所示:
能表示CO2平衡转化率曲线的是
L2
L2
(填L1或L2),M点的纵坐标:b=
1
3
或33.3%
1
3
或33.3%

④在t℃,压强为P时,Kp=
0.25
0.25
。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)

【答案】CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-49.5-41)kJ•mol-1=-90.5kJ•mol-1
K
2
K
1
;>;
1
7
或14.3%;AB;L2
1
3
或33.3%;0.25
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:21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:163引用:26难度:0.3
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