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“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
(1)已知:
①CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)ΔH=-41kJ•mol-1
②C(s)+2H2(g)⇌CH4(g) ΔH=-73kJ•mol-1
③2CO(g)⇌C(s)+CO2(g) ΔH=-171kJ•mol-1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式:
CO2(g)+2H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-162kJ•mol-1
CO2(g)+2H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-162kJ•mol-1

(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,在容积为2 L密闭容器中,充入1molCO2和3.25molH2在一定条件下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示:

①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
0.1125mol•L-1•min-1
0.1125mol•L-1•min-1

②下列措施一定能使CO2的转化率增大的是
B
B

A.在原容器中再充入1molCO2
B.在原容器中再充入1molH2
C.在原容器中充入1mol氦气
D.使用更有效的催化剂
(3)高温下,CO2与足量的碳在密闭容器中实现反应:C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)。向容积为1L的恒容容器中加入0.2molCO2,在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示。则该反应为
吸热
吸热
(填“放热”或“吸热”)反应,某温度下,若向该平衡体系中再通入0.2molCO2,平衡
正向
正向
(填“正向”“逆向”或“不”)移动,达到新平衡后,体系中CO的百分含量
变小
变小
(填“变大”“变小”或“不变”)。

(4)在T1时,向体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与
n
H
2
n
CO
的关系如图所示。

①当
n
H
2
n
CO
=2时,经过5min达到平衡,CO的转化率为0.6,则该反应的化学平衡常数K=
9.4
9.4
(保留一位小数)。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,达到新平衡时H2的转化率将
增大
增大
(填“增大”“减小”或“不变”)。
②当
n
H
2
n
CO
=3.5时,达到平衡后,CH3OH的体积分数可能是图像中的
F
F
(填“D”“E”或“F”)点。

【答案】CO2(g)+2H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-162kJ•mol-1;0.1125mol•L-1•min-1;B;吸热;正向;变小;9.4;增大;F
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:12引用:2难度:0.5
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  • 1.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
  • 2.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
  • 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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