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科學(xué)家積極探索新技術(shù)對CO2進(jìn)行綜合利用。
I.CO2可用來合成低碳烯烴。
2CO2(g)+6H2(g)?CH2=CH2(g)+4H2O(g)△H=akJ/mol
請回答:
(1)已知:H2和CH2=CH2的燃燒熱分別是285.8kJ/mol和1411.0kJ/mol,且H2O(g)?H2O(1)△H=-44.0kJ/mol,則 a=
-127.8
-127.8
kJ/mol。
(2)上述由CO2合成CH2=CH2的反應(yīng)在
低溫
低溫
下自發(fā)進(jìn)行(填“高溫”或“低溫”),理由是
根據(jù)△G=△H-T△S,△H<0△S<0,要使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行使△G<0,需低溫下進(jìn)行
根據(jù)△G=△H-T△S,△H<0△S<0,要使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行使△G<0,需低溫下進(jìn)行
。
(3)在體積為1L的密閉容器中,充入3mol H2和1mol CO2,測得溫度對CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖1所示。下列說法正確的是
AC
AC

A.平衡常數(shù)大?。篕M>KN
B.其他條件不變,若不使用催化劑,則250℃時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率可能位于點M1
C.圖1中M點時,乙烯的體積分?jǐn)?shù)為7.7%
D.當(dāng)壓強(qiáng)或n( H2)/n(CO2)不變時均可證明化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)
(4)保持溫度不變,在體積為VL的恒容容器中以n(H2):n(CO2)=3:1的投料比加入反應(yīng)物,t0時達(dá)到化學(xué)平衡。t1時將容器體積瞬間擴(kuò)大至2V L并保持不變,t2時重新達(dá)平衡。請在圖2中作出容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量
M
隨時間變化的圖象。菁優(yōu)網(wǎng)

II.利用“Na-CO2”電池將CO2變廢為寶。
我國科研人員研制出的可充電“Na-CO2”電池,以鈉箔和多壁碳納米管(MWCNT)為電極材料,總反應(yīng)為4Na+3CO2
放電
充電
2Na2CO3+C.放電時該電池“吸入”CO2,其工作原理如圖3所示:
(5)放電時,正極的電極反應(yīng)式為
3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C
3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C

(6)若生成的Na2CO3和C全部沉積在電極表面,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2mol e-時,兩極的質(zhì)量差為
15.8
15.8
g。
(7)選用高氯酸鈉-四甘醇二甲醚做電解液的優(yōu)點是
導(dǎo)電性好,與金屬鈉不反應(yīng),難揮發(fā)
導(dǎo)電性好,與金屬鈉不反應(yīng),難揮發(fā)
(至少寫兩點)。

【答案】-127.8;低溫;根據(jù)△G=△H-T△S,△H<0△S<0,要使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行使△G<0,需低溫下進(jìn)行;AC;3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C;15.8;導(dǎo)電性好,與金屬鈉不反應(yīng),難揮發(fā)
【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(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:52引用:6難度:0.5
相似題
  • 1.氫能是一種公認(rèn)的高熱值清潔能源,目前世界各國正致力于將高污染高排放的碳能源,過渡成清潔高效低排放的氫能源。
    (1)我國氫氣的主要來源是焦?fàn)t氣制氫,所制得的氫氣含有較多的CO和H2S,干法脫硫是用氧化鐵將硫元素轉(zhuǎn)化為硫化鐵。干法脫硫的反應(yīng)方程式為
     
    。
    (2)我國科研人員用木屑水蒸氣氣化制取氫燃料,在一定條件下,反應(yīng)器中存在的主要反應(yīng)如下:
    Ⅰ.C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)ΔH1
    Ⅱ.C(s)+2H2(g)?CH4(g)ΔH2
    Ⅲ.CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH3
    Ⅳ.CH4(g)+2H2O(g)?CO2(g)+4H2(g)ΔH4
    ①為研究反應(yīng)Ⅱ的熱效應(yīng),以0.1molC(s)、0.2molH2(g)或0.1molCH4(g)為初始原料,在1023K、100kPa條件下,分別在恒壓容器中進(jìn)行反應(yīng)。達(dá)平衡時,以C(s)、H2(g)為原料,體系向環(huán)境放熱akJ;以CH4(g)為原料,體系從環(huán)境吸熱bkJ。忽略副反應(yīng)熱效應(yīng),則反應(yīng)Ⅱ焓變ΔH2(1023K、100kPa)═
     
    。
    研究表明CaO的添加量按照CaO中所含的Ca和木屑所含C的物質(zhì)的量比
    n
    C
    a
    n
    C
    確定,在750℃,控制水蒸氣流量為定值,探究催化劑的催化效果,結(jié)果如下表所示。
    n
    C
    a
    n
    C
    氣體體積分?jǐn)?shù)/% 轉(zhuǎn)化率/%
    H2 CO CO2 CH4
    0 45.58 22.70 22.37 7.54 61.22
    0.5 52.95 21.74 19.11 5.14 56.59
    1.0 58.62 22.37 12.60 5.31 61.42
    n
    C
    a
    n
    C
    由0到0.5時,H2的體積分?jǐn)?shù)顯著增加的原因
     

    ③隨著反應(yīng)的進(jìn)行,發(fā)現(xiàn)CaO的吸收能力逐漸降低,原因是
     
    。
    ④750℃,
    n
    C
    a
    n
    C
    ═1.0,假設(shè)各反應(yīng)達(dá)平衡后氣體組成如上表,平衡總壓為PMPa,則反應(yīng)Ⅰ的壓強(qiáng)平衡常數(shù)KP
     
    MPa(保留1位小數(shù))。
    (3)將氫氣儲存于液體燃料中,可以解決氫氣的安全高效存儲和運(yùn)輸。由于甲醇具有單位體積儲氫量高、活化溫度低等優(yōu)點,是理想的液體儲氫分子。我國學(xué)者構(gòu)建一種雙功能結(jié)構(gòu)的催化劑,反應(yīng)過程中,在催化劑的表面同時活化水和甲醇。如圖是甲醇脫氫轉(zhuǎn)化的反應(yīng)歷程(TS表示過渡態(tài))。
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    根據(jù)圖判斷甲醇脫氫反應(yīng)中斷裂的化學(xué)鍵是
     
    。

    發(fā)布:2024/11/10 8:0:1組卷:7引用:2難度:0.5
  • 2.(1)已知:
    甲醇脫水反應(yīng)   2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9kJ?mol-1
    甲醇制烯烴反應(yīng)  2CH3OH(g)═C2H4 (g)+2H2O(g)△H2=-29.1kJ?mol-1
    乙醇異構(gòu)化反應(yīng)  C2H5OH (g)═CH3OCH3(g)△H3=+50.7kJ?mol-1
    則乙烯氣相直接水合反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:
     
    。
    (2)如圖為乙烯氣相直接水合法制備乙醇中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系(其中n(H2O):n(C2H4)=1:1)。
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    若p2=8.0MPa,列式計算A點的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計算;分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù);結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位);
    (3)以乙烯為燃料,氧氣為氧化劑,KOH溶液為電解質(zhì)溶液,可制成燃料電池(電極材料為惰性電極)。
    ①若KOH溶液足量,則負(fù)極的電極反應(yīng)式
     
    。
    ②若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.75mol,當(dāng)有0.25mol乙烯參與反應(yīng)時(假設(shè)電解質(zhì)溶液體積變化忽略不計),則反應(yīng)后電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是
     
    。

    發(fā)布:2024/11/4 8:0:2組卷:21引用:1難度:0.6
  • 3.肼(N2H4)作為一種重要的氮?dú)浠衔?,氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)12.5%,完全分解產(chǎn)物為H2和N2,是一種理想的液體氫源。N2H4分解過程中發(fā)生完全分解和不完全分解。
    完全分解:N2H4(g)?N2(g)+2H2(g)△H1=-50.6kJ?mol-1    I
    不完全分解:3N2H4(g)?4NH3(g)+N2(g)△H2                       II
    反應(yīng)II的焓變不易測量,現(xiàn)查表得如下數(shù)據(jù):
    2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)△H3=+92kJ?mol-1 (該反應(yīng)實際未發(fā)生)
    (1)反應(yīng)II在
     
    (填高溫、低溫或任意溫度)條件下可以自發(fā)進(jìn)行。
    (2)在體積固定的密閉容器中,以Ir/Al2O3為催化劑,在不同溫度下(催化劑均未失活)分解等量N2H4(一開始體系中無其他氣體),測得反應(yīng)相同時間后的N2H4、NH3和H2體積分?jǐn)?shù)如圖1所示:
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    ①下列說法正確的是
     

    A.據(jù)圖可知200℃時,反應(yīng) I的活化能低于反應(yīng)II的活化能
    B.300℃后N2H4的體積分?jǐn)?shù)略有提高,可能由于反應(yīng)II逆向移動導(dǎo)致
    C.換用選擇更高的Ni/Ir復(fù)合催化劑可提高N2H4的平衡轉(zhuǎn)化率
    D.400℃是該制氫工藝比較合適的生產(chǎn)溫度
    ②若某溫度下在1L體積固定的密閉容器中加入1molN2H4,反應(yīng)一段時間后達(dá)到平衡狀態(tài),此時H2與NH3的物質(zhì)的量均為0.4mol。請計算該溫度下反應(yīng) I的平衡常數(shù)KC=
     
    (Kc為用氣體的濃度表示的平衡常數(shù))
    ③若在600~1000℃下進(jìn)行上述實驗,請預(yù)測并在上圖中補(bǔ)充H2體積分?jǐn)?shù)的變化趨勢。
    (3)近期,來自四位非洲的女孩打造了一臺靠尿液驅(qū)動的發(fā)電機(jī),其原理是把尿液以電解的方式分離出提供設(shè)備發(fā)電使用的氫氣的技術(shù),同時將尿液脫氮(轉(zhuǎn)化為大氣循環(huán)的無污染氣體)減輕生活污水處理。以純尿液為電解液(以NH4+表示尿液中氮元素的存在形式),寫出該電解過程的總反應(yīng)方程式:
     

    發(fā)布:2024/11/10 8:0:1組卷:4引用:1難度:0.6
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