甲烷是一种重要的化工原料,广泛应用于民用和工业中。
(1)已知:①CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2=-566kJ•mol-1
③H2(g)+12O2(g)═H2O(g)△H3=-242kJ•mol-1
相关化学键的键能数据如下表:
1
2
共价键 | H-O | C≡O | H-H | C-H |
键能/(kJ•mol-1) | 463 | 1076 | 436 | 413 |
+194
+194
kJ•mol-1,CH4超干重整CO2技术得到CO和H2的反应的热化学方程式为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+235kJ/mol
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+235kJ/mol
。(2)CH4超干重整CO2的催化转化如图1所示。

①关于上述过程Ⅱ的说法正确的是
BC
BC
。(填序号)A.CO未参与反应
B.CO2(g)+H2(g)═H2O(g)+CO(g)
C.实现了含碳物质与含氢物质的分离
D.Fe3O4、CaO降低反应的△H
②在体积为2L的刚性密闭容器中,充入2mol CH4和3mol CO2,加入Ni/α-Al2O3催化剂并加热至T1使其发生反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g),容器内的总压强p随时间t的变化如下表所示。
反应时间 | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
总压强p/kPa | 10.0 | 11.5 | 12.3 | 13.0 | 13.6 | 14.0 | 14.0 |
32.0
32.0
kPa2。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)ⅱ.若将温度由T1升高到T2,则反应速率增大的倍数v正
>
>
v逆。(填“>”、“<”或“=”)(3)电催化CO2还原制备碳基燃料(包括CO、烷烃和酸等)是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段,其装置如图2所示。
①电池工作过程中,图中Pt电极附近溶液的pH
变小
变小
。(填“变大”或“变小”)②该电解池的阴极电极反应式为
CO2+2H++2e-=HCOOH
CO2+2H++2e-=HCOOH
。【答案】+194;CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=+235kJ/mol;BC;32.0;>;变小;CO2+2H++2e-=HCOOH
【解答】
【点评】
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(1)图1的四个过程中能量转化形式有
A.2种 B.3种 C.4种 D.4种以上
(2)电解过程要消耗大量的电能,而使用微生物作催化剂在阳光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通电2H2(g)+O2(g)△H2光照催化剂
以上反应的△H1
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