當今中國積極推進綠色低碳發(fā)展,力爭在2030年前實現(xiàn)碳達峰,2060年前實現(xiàn)碳中和。因此,研發(fā)CO2利用技術(shù),降低空氣中CO2含量成為研究熱點。在5MPa壓強下,恒壓反應器中通入3molH2,1molCO2氣體同時發(fā)生反應Ⅰ,Ⅱ如下:
反應Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1 K1
反應Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2 K2
(1)如圖(a)所示,則ΔH1-ΔH2<<0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)在5MPa壓強下,恒壓反應器中通入3molH2、1molCO2氣體,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率及CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度變化關(guān)系如圖(b)。已知:CH3OH的產(chǎn)率=CH3OH物質(zhì)的量CO2起始物質(zhì)的量×100%。
①下列說法正確的是 BCDBCD。
A.反應過程中,容器內(nèi)壓強不再變化,說明反應Ⅰ達到平衡
B.反應過程中,氣體密度維持不變,說明反應Ⅰ達到平衡
C.增大壓強能同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率
D.加入對反應Ⅰ催化效果更佳的催化劑,可以提高CH3OH的產(chǎn)率
②475K時,反應Ⅱ的壓強平衡常數(shù)Kp=3161或1.86×10-23161或1.86×10-2(壓強平衡常數(shù):用平衡分壓代替平衡濃度,分壓=總壓×氣體物質(zhì)的量分數(shù))。
(3)圖(b)中500K以后,CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因 反應Ⅰ放熱,溫度升高平衡左移,反應Ⅱ吸熱,溫度升高平衡右移,525K以后,溫度升高,反應Ⅱ平衡右移的程度更大,故CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大反應Ⅰ放熱,溫度升高平衡左移,反應Ⅱ吸熱,溫度升高平衡右移,525K以后,溫度升高,反應Ⅱ平衡右移的程度更大,故CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大。
(4)反應Ⅱ的正反應速率方程為v正=k正?c(CO2)?c(H2),逆反應速率方程為v逆=k逆?c(CO)?c(H2O),其中k正、k逆分別為正、逆反應的速率常數(shù),只受溫度影響。lgk與1T(溫度的倒數(shù))的關(guān)系如圖(圖c)所示,①、②、③、④四條斜線中,表示lgk正的是 ④④。
(5)我國科學家研究Li-CO2電池中取得了重大科研成果。Li-CO2電池中,Li為單質(zhì)鋰片,CO2在正極發(fā)生電化學反應,電池反應產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳,CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個步驟進行,寫出步驟Ⅲ的離子方程式 2CO2-2+CO2=2CO2-3+C2CO2-2+CO2=2CO2-3+C。
Ⅰ.2CO2+2e-=C2O2-4
Ⅱ.C2O2-4=CO2+CO2-2
Ⅲ.??????
Ⅳ.CO2-3+2Li+=Li2CO3
C
H
3
OH
物質(zhì)的量
C
O
2
起始物質(zhì)的量
3
161
3
161
1
T
CO
2
-
2
CO
2
-
3
CO
2
-
2
CO
2
-
3
O
2
-
4
O
2
-
4
CO
2
-
2
CO
2
-
3
【答案】<;BCD;或1.86×10-2;反應Ⅰ放熱,溫度升高平衡左移,反應Ⅱ吸熱,溫度升高平衡右移,525K以后,溫度升高,反應Ⅱ平衡右移的程度更大,故CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大;④;2+CO2=2+C
3
161
CO
2
-
2
CO
2
-
3
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/9/22 1:0:8組卷:13引用:1難度:0.6
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1.甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領域,三氯氫硅(SiHCl3)是制備甲硅烷的重要原料?;卮鹣铝袉栴}:
(1)工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時伴隨發(fā)生的反應有:
Si(s)+4HCl(g)═SiCl4(g)+2H2(g)△H=-241kJ/mol
SiHCl3(g)+HCl(g)═SiCl4(g)+H2(g)△H=-31kJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學方程式是
(2)鋁鋰形成化合物LiAlH4既是金屬儲氫材料又是有機合成中的常用試劑,遇水能得到無色溶液并劇烈分解釋放出H2,請寫出其水解反應化學方程式
(3)三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟,此反應采用一定量的PA100催化劑,在不同反應溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時,平衡轉(zhuǎn)化率為
②323.15K時,要縮短反應達到平衡的時間,可采取的最佳措施是
(4)比較a、b處反應速率的大?。簐a
v逆=k2x2_SiH2Cl2xSiCl4,k1、k2分別是正、逆反應的速率常數(shù),與反應溫度有關(guān),x為物質(zhì)的量分數(shù),則在353.15K時=k1k2
(5)硅元素最高價氧化物對應的水化物是H2SiO3,室溫下,0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液,堿性更強的是
已知:H2SiO3:Ka1=2.0×10-10、Ka2=1.0×10-12,H2CO3:Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:61引用:2難度:0.2 -
2.在催化劑作用下,可逆反應2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)在溫度為323K和343K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示(已知:反應速率v=v正-v逆=k正x2SiHCl3-k逆xSiH2Cl2xSiCl4,k正、k逆分別為正、逆向反應速率常數(shù),x為物質(zhì)的量分數(shù))。下列說法錯誤的是( )
發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:40引用:1難度:0.5 -
3.甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領域,三氯氫硅(SiHCl3)是制備甲硅烷的重要原料?;卮鹣铝袉栴}:
(1)工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時伴隨發(fā)生的反應有:
①Si(s)+4HCl(g)═SiCl4( g)+2H2(g)△H=-24lkJ/mol
②SiHCl3 (g)+HCl(g)═SiCl4 (g)+H2(g)△H=-3lkJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學方程式是
(2)工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰(LiAlH4)制甲硅烷,反應后得甲硅烷及兩種鹽。該反應的化學方程式為
(3)三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟,此反應采用一定量的PA100催化劑,在不同反應溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時,平衡轉(zhuǎn)化率為
③比較a、b處反應速率的大?。簐a=k1k2發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:19引用:1難度:0.5
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