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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“=”)。
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(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=
C
H
3
OH
物質(zhì)的量
C
O
2
起始物質(zhì)的量
×100%。
①下列說法正確的是
BCD
BCD

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=
3
161
或1.86×10-2
3
161
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=k?c(CO2)?c(H2),逆反應速率方程為v=k?c(CO)?c(H2O),其中k、k分別為正、逆反應的速率常數(shù),只受溫度影響。lgk與
1
T
(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的是
。
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(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
2
CO
2
-
2
+CO2=2
CO
2
-
3
+C
2
CO
2
-
2
+CO2=2
CO
2
-
3
+C
。
Ⅰ.2CO2+2e-=C2
O
2
-
4

Ⅱ.C2
O
2
-
4
=CO2+
CO
2
-
2

Ⅲ.??????
Ⅳ.
CO
2
-
3
+2Li+=Li2CO3

【答案】<;BCD;
3
161
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
CO
2
-
2
+CO2=2
CO
2
-
3
+C
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/9/22 1:0:8組卷:13引用:1難度:0.6
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  • 菁優(yōu)網(wǎng)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
     
    。LiAlH4在化學反應中通常作
     
    (填“氧化”或“還原”)劑。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
     
    ,該反應是
     
    反應(填“放熱”“吸熱”)。
    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(填“>”“<”或“=”)。已知反應速率v=k1x2_SiHCl3,
    v=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
    k
    1
    k
    2
    =
     
    (保留3位小數(shù))。
    (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
     
    ,其原因是
     
    。
    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
  • 菁優(yōu)網(wǎng)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-v=kx2SiHCl3-kxSiH2Cl2xSiCl4,k、k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
  • 菁優(yōu)網(wǎng)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
     
    。該反應是
     
    反應(填“放熱”或“吸熱”)。②323.15K時,要縮短反應達到平衡的時間,可采取的措施有
     
    。(答一種即可)
    ③比較a、b處反應速率的大?。簐a
     
    vb(填“>”“<”或“=”)。已知反應速率v=k1x2SiHCl3 v=k2xSiH2Cl2 xSiCl4,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
    k
    1
    k
    2
    =
     
    (保留3位小數(shù))。

    發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:19引用:1難度:0.5
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