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“Cl化學(xué)”是指以碳單質(zhì)或分子中含1個(gè)碳原子的物質(zhì)(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)為原料合成工業(yè)產(chǎn)品的化學(xué)工藝,對(duì)開(kāi)發(fā)新能源和控制環(huán)境污染有重要意義。中科院天津工生所利用化學(xué)催化劑將高濃度二氧化碳在高密度氫能作用下還原成碳一(Cl)化合物,然后通過(guò)設(shè)計(jì)構(gòu)建碳一聚合新酶,依據(jù)化學(xué)聚糖反應(yīng)原理將碳一化合物聚合成碳三(C3)化合物,最后通過(guò)生物途徑優(yōu)化,將碳三化合物聚合成碳六(C6)化合物,再進(jìn)一步合成直鏈和支鏈淀粉(Cn化合物)。在實(shí)驗(yàn)室中首次實(shí)現(xiàn)從二氧化碳到淀粉分子的全合成。
(1)科學(xué)家成功研制出一種新型催化劑,能將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄?。在常壓?00℃條件下,CO2與H2按體積之比1:4反應(yīng),CO2轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%。一定條件下,某興趣小組在容積為VL的密閉容器中發(fā)生此反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為
K=
c
C
H
4
?
c
2
H
2
O
c
C
O
2
?
c
4
H
2
K=
c
C
H
4
?
c
2
H
2
O
c
C
O
2
?
c
4
H
2

②由圖1可知該反應(yīng)的ΔH
0(填“>”、“<”或“=”);300℃時(shí),從反應(yīng)開(kāi)始到達(dá)平衡,以H2的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是
4
n
A
t
A
V
mol
?
L
-
1
?
mi
n
-
1
4
n
A
t
A
V
mol
?
L
-
1
?
mi
n
-
1
(用nA、tA、V表示)。
(2)已知CO2(g)+2CH3OH(g)?CH3OCOOCH3(g)+H2O(g),ΔH,控制一定條件,該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,則ΔH
0(填“>”,“<”或“=”)。在一定溫度下,向一容積可變的容器中充入1molCO2、2molCH3OH(g),CO2的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖2所示。在t時(shí)加壓,若t1時(shí)容器容積為1000mL,則t2時(shí)容器容積為
25
25
mL。
(3)利用回收的CO2制取甲醛的反應(yīng)為CO2(g)+2H2(g)?HCHO(g)+H2O(g)   ΔH=-6kJ?mol-1
①為提高上述反應(yīng)中H2的平衡轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施有
增大壓強(qiáng)
增大壓強(qiáng)
、
降低溫度或增加CO2的量
降低溫度或增加CO2的量
(任寫(xiě)兩條)。
②實(shí)驗(yàn)室在2L恒容密閉容器中模擬上述合成HCHO的實(shí)驗(yàn)。T1℃時(shí)將
V
C
O
2
V
H
2
=1:2的CO2和H2混合氣體充入容器中,每隔一定時(shí)間測(cè)得容器內(nèi)混合氣體壓強(qiáng)如表所示:
時(shí)間/min 0 10 20 30 40 50 60
壓強(qiáng)/kPa 1.08 0.96 0.88 0.82 0.80 0.80 0.80
已知:vp(B)=
Δ
p
B
Δ
t
,即用B物質(zhì)的分壓變化表示Δt時(shí)間內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率。0~10min內(nèi)該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率vp(H2)為
0.24
0.24
kPa?min-1。10min時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率為
33.3%
33.3%
(保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算
【答案】K=
c
C
H
4
?
c
2
H
2
O
c
C
O
2
?
c
4
H
2
;<;
4
n
A
t
A
V
mol
?
L
-
1
?
mi
n
-
1
;<;25;增大壓強(qiáng);降低溫度或增加CO2的量;0.24;33.3%
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:7引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái),氫氣是一種清潔能源。
    (1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來(lái)源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ?mol-1。
    (2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T(mén)2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測(cè)得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。

    ①T℃時(shí),向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2
    ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號(hào))。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強(qiáng)
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽(yáng)兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     
    。

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60引用:6難度:0.6
  • 3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測(cè)得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時(shí)A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應(yīng)開(kāi)始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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