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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:770 题号:16146948
将二氧化碳转化为高附加值碳基燃料有利于实现人类活动的“碳中和”。
(1)已知:①CH4(g) +2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(g) ΔH1=-802 kJ·mol-1
②2H2(g) +O2(g)=2H2O(g) ΔH2=-484 kJ·mol-1
③CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1
又知相关化学键的键能数据如下表所示。
化学键H-HC=OH-OC- H
E/(kJ·mol-1)436745463x
则a=_______,使1molCH4裂解为相应的原子吸收_______kJ的热量。
(2)在磷化硼(BP)催化下,按n(H2):n(CO2)=3:1的比例向某密闭容器中通入一定量的原料气可发生如下两个反应:
反应Ⅰ :CO2(g) +3H2(g) CH3OH (g)+ H2O(g) H3
反应Ⅱ :CO2(g)+ H2(g) CO(g)+ H2O(g) H4>0
维持压强为6.4MPa,测得不同温度下,反应经过相同时间时CO2的转化率、甲醇的选择性如图1所示[CH3OH的选择性= ]。

①△H3_______0(填“<”或“>”),判断的依据是_______,在实际工业生产中压强不能过高也不能过低的原因是_______
②T1 K时,若反应从开始到达到a点所用时间为10 min,则v(CH3OH)=_______MPa·min-1,反应Ⅰ的Kp=_______(Kp指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数,A的平衡分压=p×A的物质的量分数,最终结果可用分数表示)。
(3)以NaCl饱和溶液为电解质溶液,利用图2所示的装置将CO2转化为燃料CO。则电极Ⅱ接电源的_______极,阴极上电极反应式为_______

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【推荐1】捕集、利用CO2是人类可持续发展的重要战略之一。
(1)用太阳能工艺捕获CO2可得炭黑,其流程如图所示:

①捕获1molCO2转移电子的物质的量是___________
②过程2反应的化学方程式是___________
(2)将CO2催化加氢可合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)
按投料比n(CO2) : n(H2)=1:3将CO2与H2充入密闭容器,在0.1MPa时,测得平衡时四种气态物质,其温度(T)与物质的量(n)的关系如图所示。

①正反应的焓变△H___________0 。
②提高CO2的转化率,可采用的方法是___________
a.减小n(CO2)与n(H2)的投料比
b.改变催化剂
c.缩小容器体积
③图中表示乙烯的曲线是___________
(3)以NH3与CO2为原料,合成尿素[化学式:CO(NH2)2]:
反应如下:①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=-159.5kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ/mol
CO2与NH3形成液态水时,合成尿素的热化学方程式是___________
电解CO2可制得多种燃料:下图是在酸性电解质溶液中,以惰性材料做电极,将CO2转化为丙烯的原理模型。

①太阳能电池的负极是___________
②生成丙烯的电极反应式是___________
2017-04-05更新 | 354次组卷
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【推荐2】中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的全合成,相关成果于北京时间9月24日由国际知名学术期刊《科学》在线发表。CO2的捕集、利用与封存是科学家研究的重要课题,利用CH4与CO2制备“合成气”(CO、H2),合成气可直接制备甲醇,反应原理为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H=-99kJ•mol-1
(1)若要该反应自发进行,_____(填“高温”或“低温”)更有利。
(2)在恒温,恒容密闭容器中,对于合成气合成甲醇的反应,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是_____(填字母序号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化B.混合气体的密度不再变化
C.CO的百分含量不再变化D.CO、H2、CH3OH的物质的量之比为1:2:1
(3)T1℃下,在2L恒容密闭容器中充入2molCO和6molH2合成CH3OH(g),测得CO的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示:

①前5分钟内,v(H2)=_____
②T1℃时,该反应的化学平衡常数K=_____
③10min时,改变的外界条件可能是_____
(4)T1℃下,在1L恒容密闭容器中充入2molCO、2molH2和3molCH3OH(g),此时反应将_____(填“向左进行”“向右进行”“达到平衡”或“无法判断”)。
(5)工业上也可以用电解法捕获CO2,如图,CO2在酸性水溶液中用情性电极电解制得乙烯,其原理如图所示,则b电极上的电极反应为______
2023-01-07更新 | 294次组卷
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【推荐3】石油化工、煤化工等行业的废气中普遍含有硫化氢,的回收利用有重要意义。以下是处理的一些方法。
Ⅰ.用氢氧化钠溶液吸收。
(1)写出用过量吸收的离子方程式___________,尾气中是否含有可用硫酸铜溶液检验,若尾气含有硫化氢,现象是___________
Ⅱ.制取,其反应的能量示意如下图所示。

(2)写出由生成的热化学方程式___________
Ⅲ.高温分解:   
(3)能够判断上述反应到达平衡状态的是___________。(双选)
A.的浓度保持不变B.气体的质量保持不变
C.恒容时,容器的压强保持不变D.

(4)在恒温恒压条件下,充入氩气,发现:越小,平衡转化率越大,请解释可能的原因。___________
(5)某温度时,向体积不等的恒容容器中加入等量,反应相同时间后,测得各容器中的转化率与容器体积关系如图所示。之后,的转化率下降的原因是___________

Ⅳ.将燃烧,产生的与剩余混合后反应,生成单质硫回收。
   
   
(6)②的平衡常数表达式为___________,某温度下,若只发生反应②,从反应开始到时,测得容器内的气体密度减小了,则内,平均反应速率___________
(7)在某温度下发生反应①和②,当②达到平衡,测得密闭系统中各组分浓度分别为:,请计算开始时投料比___________
Ⅴ.活性炭吸附氧化法
可用表面喷淋水的活性炭吸附氧化,其反应原理如下图所示。

(8)该方法的总反应方程式为___________
2023-10-27更新 | 107次组卷
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