“碳中和”引起各國的高度重視,正成為科學(xué)家研究的主要課題。利用CO2催化加氫制二甲醚,可以實現(xiàn)CO2的再利用,涉及以下主要反應(yīng):
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g) ΔH1
Ⅱ.2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH2
相關(guān)物質(zhì)及能量變化的示意圖如圖1所示。
(1)反應(yīng)Ⅱ的ΔH2=-123.1kJ/mol-123.1kJ/mol,該反應(yīng)在 低溫低溫(填“高溫”“低溫”或“任何溫度”)下能自發(fā)進行。
(2)恒壓條件下,CO2、H2起始量相等時,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OCH3的選擇性隨溫度變化如圖2所示。已知:CH3OCH3的選擇性=2n(CH3OCH3)生成n(CO2)消耗×100%。
①300℃時,通入CO2、H2各1mol,平衡時CH3OCH3的選擇性、CO2的平衡轉(zhuǎn)化率都為30%,平衡時生成CH3OCH3的物質(zhì)的量為 0.0450.045mol,此溫度下反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K=0.200.20(保留2位有效數(shù)字)。
②220℃時,CO2和H2反應(yīng)一段時間后,測得A點CH3OCH3的選擇性為48%,不改變反應(yīng)時間和溫度,一定能提高CH3OCH3的選擇性的措施有 增大壓強(或使用對反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑等)增大壓強(或使用對反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑等)(任寫一種)。
(3)利用CH3OCH3燃料電池電解,可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH+4和SO2-4,如圖3裝置所示。則a極發(fā)生的電極反應(yīng)式為 CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO2-3+11H2OCH3OCH3-12e-+16OH-=2CO2-3+11H2O;當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移2.5mol電子時,A的濃度為 22mol?L-1(電解過程中忽略溶液體積變化)。
2
n
(
C
H
3
OC
H
3
)
生成
n
(
C
O
2
)
消耗
NH
+
4
SO
2
-
4
CO
2
-
3
CO
2
-
3
【答案】-123.1kJ/mol;低溫;0.045;0.20;增大壓強(或使用對反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑等);CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O;2
CO
2
-
3
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:41引用:2難度:0.5
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1.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
(1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60引用:6難度:0.6 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3