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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:52 题号:19071183
党的二十大报告中指出:积极稳妥推进碳达峰碳中和,立足我国能源资源禀赋,坚持先立后破,有计划分步骤实施碳达峰行动。因此CO2的捕集和利用成了研究的重点。
(1)一种从空气中捕获CO2的转化原理如图所示。
   
已知图中涉及的四步反应中,H1=-193.7kJ•mol-1H3=+179.2kJ•mol-1H4=-64.5kJ•mol-1,则H2=_____kJ•mol-1。(四步反应中相同物质的状态相同)
(2)CH4-CO2催化重整对温室气体的减排具有重要意义。T1℃时,在体积为10L的恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的CH4(g)和CO2(g),同时进行反应:
I.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H=+246.9kJ•mol-1
II.CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) H=-205.7kJ•mol-1
体系中各组分的物质的量随时间的变化如图所示,H2O(g)的物质的量变化情况如曲线D所示。
      
①图中表示两种组分的是曲线_____(填标号),曲线B表示的物质为_____(填化学式)。
②CH4-CO2催化重整的目的主要是获得更多的合成气(CO和H2),则反应I更适宜的条件是_____(填标号)。
A.高温、高压          B.高温、低压          C.低温、高压            D.低温、低压
③T1℃时,用CH4表示从开始到5min时的平均反应速率v(CH4)=_____mol•L-1•min-1。反应I的平衡常数K=_____
(3)利用固体氧化物电解池可将CO2和H2O转化为合成气并生产高纯度O2,原理如图3所示。a极为_____(填“阴极”或“阳极”),写出b极上参加反应的CO2和H2O(物质的量比1:1)发生的电极反应:_____
   

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【推荐1】能源危机是当前全球性的问题,“开源节流”是应对能源危机的重要举措。
(1)下列做法有助于能源“开源节流”的是_______(填序号)。
a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源,减少使用煤、石油等化石燃料
d.减少资源消耗,增加资源的重复使用、资源的循环再生
(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,氧气充足时燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。

①在通常状况下,_______(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热为_______
②12 g石墨在24 g氧气中燃烧,生成气体36 g,该过程放出的热量为_______
(3)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol-1、497 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.0 kJ·mol-1
NO分子中化学键的键能为_______kJ·mol-1
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2022-08-18更新 | 131次组卷
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【推荐2】氮的氧化物是造成大气污染的主要物质,研究氮氧化物间的相互转化及脱除具有重要意义。
I.氧化物间的相互转化
(1)已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步:
第一步2NO(g)N2O2(g)(快速平衡)        
第二步N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢反应)
①用O2表示的速率方程为v(O2)=kc2(NO)·c(O2);用NO表示的速率方程为v(NO)=kc2(NO)·c(O2),k1与k2分别表示速率常数,则K1/K2=______
②下列关于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的说法正确的是______(填序号)。
A.增大压强,反应速率常数一定增大
B.第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能
C.反应的总活化能一定等于第一步和第二步反应的活化能之和
(2)2NO2(g)N2O4(g) (H<0),用分压(某组分的分压等于总压与其物质的量分数的积)表示的平衡常数KP与1/T (T为温度)的关系如图。

①能正确表示lgKP与1/T关系的曲线是______(填“a”或“b”)。
②298K时,在体积固定的密闭容器中充入一定量的NO2,达平衡时NO2的转化率为35%,NO2的分压为100kPa,则平衡时Kp=______ kPa-1(保留2位有效数字)。
II.气中氮氧化物的脱除
(3)以NH3为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。
主反应:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)     H1
副反应:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)     H2=-1267.1kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)     H3=-907.3kJ/mol
H1=______
(4)以连二亚硫酸盐()为还原剂脱除烟气中的NO,并通过电解再生,装置如图。

阴极的电极反应式为______,电解槽中的隔膜为______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
2021-01-11更新 | 77次组卷
【推荐3】为实现“碳达峰”、“碳中和”目标,可将CO2催化加氢制甲醇。该反应体系中涉及以下两个主要反应:
反应Ⅰ: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)       ΔH1=−49 kJ·mol−1
反应Ⅱ: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)       ΔH2=+41 kJ·mol−1
(1)反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的反应热ΔH3=_______
(2)不同条件下,相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。

CH3OH的选择性= 100%
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A.CZT催化剂        B.CZ(Zr−1)T 催化剂          C.230℃        D.290℃
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