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题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:528 题号:391803
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。最近有科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下:

(1)在合成塔中,若有4.4kg CO2与足量H2恰好完全反应,可放出4947 kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式是______________________________________
(2)以甲醇为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2,负极通入甲醇,在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是:
CH3OH + H2O - 6e=== CO2 + 6H+
则正极发生的反应是__________;放电时,H移向电池的______(填“正”或“负”)极。
(3)常温常压下,饱和CO2水溶液的pH=5.6,c(H2CO3)=1.5×105mol·L1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3+H+ 的平衡常数K=_____________。(已知:105.6=2.5×106
(4)常温下,0.1 mol·L1NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液中c(H2CO3)________c(CO32) (填“>”、“=”或“<”),原因是________________________(用离子方程式和必要的文字说明)。
(5)小李同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积(Ksp)分别为4.96×109、2.58×109。小李应该选用的试剂是___________________
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【推荐1】全球大气浓度升高对人类生产、生活产生影响,碳及其化合物的资源化利用成为研究热点。回答下列问题:
(1)已知25℃时,大气中的溶于水存在以下过程:
   
   
过程①的混合平衡常数,其中表示溶液中的浓度,表示大气中的分压(单位:kPa)。温度升高,______(填“增大”或“减小”);当大气压强为akPa,溶液中的(忽略和水的电离)时,大气中的体积分数为______
(2)由转化制甲醇具有重要的经济效益。反应,在有、无催化剂条件下的反应机理和相对能量的变化如图所示(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注,TS为过渡态)。

该反应历程中决速步骤的化学方程式为______,有催化剂时决速步骤的活化能为______eV。
(3)一种脱除和利用工厂废气中方法的示意图如下:

①某温度下,吸收塔中溶液吸收一定量的后,溶液的,则=______(该温度下);
②再生塔中产生的离子方程式为______
③利用电化学原理将同时转化为多种燃料(及CO),将电催化还原为,阴极反应式为______。若铂电极上只生成6.4g,则正极区产生气体标准状况下的体积为______L。
2022-12-08更新 | 534次组卷
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【推荐2】通过化学的方法实现的资源化利用是一种非常理想的减排途径。
(1)工业上用反应合成二甲醚。已知:
    kJ/mol;
    kJ/mol。
写出转化为的热化学方程式:___________
(2)在某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,的平衡转化率如图所示。温度下,将6 mol 和12 mol 充入2 L的密闭容器中,5 min后反应达到平衡状态,则0~5 min内的平均反应速率___________三者之间的大小关系为___________

(3)若   kJ⋅mol-1在恒温恒压下进行,以下叙述能说明该反应达到平衡状态的是___________(填序号)。
A.CO和的物质的量浓度之比是1∶2
B.CO的消耗速率等于的生成速率的2倍
C.容器中混合气体的体积保持不变
D.容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变
E.容器中混合气体的密度保持不变
(4)电解法实现制备甲醇()

石墨电极上的电极反应式为___________,a膜为___________(填阴离子交换膜或阳离子交换膜),电解过程中右室溶液中的物质的量___________(填增大、减小、不变)。
2023-12-15更新 | 391次组卷
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【推荐3】天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。

I.(1)已知:一定条件下可被甲烷还原“纳米级”的金属铁。其反应为:

①此反应的化学平衡常数表达式为______
②在容积均为VL的I、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中加入足量,然后分别充入amol ,三个容器的反应温度分别为且恒定不变,在其他条件相同的情况下,实验测得反应均进行到t min时的体积分数如图1所示,此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定处于化学平衡状态的是______;上述反应的______填“大于”或“小于”,该反应在______填“高温”、“低温”或“任意温度”下可自发进行。
Ⅱ.利用天然气为原料的一种工业合成氨简式流程图如图2:

                                                          图2
(1)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下:Ⅰ

①对于反应Ⅰ,在一定温度下的恒容容器中,表示其已达到最大化学反应限度的叙述正确的是______
A.单位时间内 1mol 消耗,同时有 3mol 生成;
B.、CO 的物质的量浓度相等;
C.混合气体的密度不再改变;
D.混合气体的压强不再改变。
②则反应 ______ 用含 的代数式表示
(2)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,反应原理为:在容积为 10L 的密闭容器中进行,起始时充入 0.2molN2、0.6mol H2反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图3所示。

                                   图3
①实验 a 从开始至平衡时的反应速率 ______;实验 c 中 N2的平衡转化率 ______
②与实验 a 相比,其他两组改变的实验条件是:b______,c______
③M点的逆反应速率______ N点的正反应速率填“”、“”或“;N点时再加入一定量NH3,平衡后H2的体积分数______填“增大”、“减小”或“不变”
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