近期我國科學(xué)家利用CO2合成了淀粉,其中最關(guān)鍵步驟是CO2與H2合成CH3OH。該步驟同時(shí)發(fā)生下列反應(yīng):
①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-50.0kJ?mol-1
②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.10kJ?mol-1
回答下列問題:
(1)對(duì)于反應(yīng):CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g) ΔH=-91.1-91.1kJ?mol-1。
(2)恒溫下,CO2和H2在恒容密閉容器發(fā)生反應(yīng)①②,下列能表明上述反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的有 BCBC(填標(biāo)號(hào))。
A.每斷裂1molH-H鍵,同時(shí)生成1molO-H鍵
B.混合氣體的壓強(qiáng)不變
C.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
D.n(CH3OH)n(CO2)=1
(3)向恒壓密閉容器中通入3molH2和1molCO2,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率及CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度變化的關(guān)系如圖所示。(已知:CH3OH的平衡產(chǎn)率=n(CH3OH)平衡n(CO2)初始×100%)
溫度高于500K時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大,其原因是 反應(yīng)①放熱,溫度升高平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)②吸熱,溫度升高平衡正向移動(dòng),500K以后,溫度升高,反應(yīng)②平衡右移的程度更大,故CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大反應(yīng)①放熱,溫度升高平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)②吸熱,溫度升高平衡正向移動(dòng),500K以后,溫度升高,反應(yīng)②平衡右移的程度更大,故CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大。
(4)一定溫度和壓強(qiáng)下,在密閉容器中充入一定量的CO2和H2進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。各組分的相關(guān)信息如表:
n
(
C
H
3
OH
)
n
(
C
O
2
)
n
(
C
H
3
OH
)
平衡
n
(
C
O
2
)
初始
物質(zhì) | CO2 | H2 | CH3OH | CO | H2O |
n(投料)/mol | 0.5 | 0.9 | 0 | 0 | 0.3 |
n(平衡)/mol | 0.1 | 0.3 | y | 0.3 |
0.1
0.1
;CO2的轉(zhuǎn)化率為 80%
80%
。(5)以CO2為原料,“三步法”合成葡萄糖是一種新技術(shù)。在第二步電解CO合成CH3COOH的過程中,采用新型可傳導(dǎo)H+的固體電解質(zhì),其工藝如圖所示。
陰極主要反應(yīng)的電極方程式為
2CO+4e-+4H+=CH3COOH
2CO+4e-+4H+=CH3COOH
。電解時(shí),在陰極可能產(chǎn)生的氣體副產(chǎn)物(單質(zhì))是 H2
H2
(填化學(xué)式)。【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷.
【答案】-91.1;BC;反應(yīng)①放熱,溫度升高平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)②吸熱,溫度升高平衡正向移動(dòng),500K以后,溫度升高,反應(yīng)②平衡右移的程度更大,故CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大;0.1;80%;2CO+4e-+4H+=CH3COOH;H2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/5/31 8:0:9組卷:62引用:1難度:0.5
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
(1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對(duì)反應(yīng)I速率影響更大,其原因是
(2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對(duì)相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
(3)在800℃時(shí),=n(CO2)n(C2H6),充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應(yīng),初始?jí)簭?qiáng)為P,一段時(shí)間達(dá)到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=13
(4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時(shí),向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時(shí)═k逆k正
(5)我國科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M(fèi)是電源的
②陽極電極反應(yīng)式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計(jì)算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計(jì)算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7 -
3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)化學(xué)方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應(yīng),相同時(shí)間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是( )發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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