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將CO2作為原料轉(zhuǎn)化為有用化學品,對實現(xiàn)碳中和及生態(tài)環(huán)境保護有著重要意義。
Ⅰ.以CO2和NH3為原料合成尿素是利用CO2的成功范例。尿素合成塔中的主要反應如下:
反應①:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)  ΔH1
反應②:NH2COONH4(s)?CO(NH22(s)+H2O(g)  ΔH2=+72.5kJ/mol
反應③:2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(s)+H2O(g)  ΔH3=-87.0kJ/mol
(1)ΔH1=
-159.5
-159.5
kJ/mol。
(2)對反應③,下列措施中有利于提高NH3平衡轉(zhuǎn)化率的是
BC
BC
(填字母)。
A.升高溫度
B.增大壓強
C.提高原料氣中CO2(g)的比例
D.及時分離出生成的尿素
Ⅱ.可利用CO2和CH4催化制備合成氣(CO、H2)。一定溫度下,在容積為1L的密閉容器中,充入等物質(zhì)的量的CH4和CO2,加入Ni/Al2O3使其發(fā)生反應:CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)。
(3)反應達平衡后,平衡常數(shù)K=81,此時測得c(CO)為3mol/L,則CH4的轉(zhuǎn)化率為
60%
60%
。
(4)制備“合成氣”反應歷程分兩步:
反應 正反應速率方程 逆反應速率方程
步驟① CH4(g)?C(ads)+2H2(g) v=k1?c(CH4 v=k2?c2(H2
步驟② C(ads)+CO2(g)?2CO(g) v=k3?c(CO2 v=k4?c2(CO)
上述反應中C(ads)為吸附性活性炭,反應歷程的能量變化如圖1所示:
菁優(yōu)網(wǎng)
①反應速率:v(步驟①)
(填“>”、“<”或“=”)v(步驟②),請依據(jù)有效碰撞理論分析其原因
步驟②活化能低,同條件下單位體積內(nèi)活化分子數(shù)越多,有效碰撞幾率越大,反應速率越快
步驟②活化能低,同條件下單位體積內(nèi)活化分子數(shù)越多,有效碰撞幾率越大,反應速率越快
。
②一定溫度下,反應CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)的平衡常數(shù)K=
k
1
×
k
3
k
2
×
k
4
k
1
×
k
3
k
2
×
k
4
(用k1、k2、k3、k4表示)。
(5)制備合成氣(CO、H2)過程中會發(fā)生副反應:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)  ΔH2=+41.0kJ/mol。在剛性密閉容器中,進料比
n
C
O
2
n
C
H
4
分別等于1.0、1.5、2.0,且反應達到平衡狀態(tài)時,反應體系中
n
H
2
n
CO
隨溫度變化的關(guān)系如圖2所示。隨著進料比
n
C
O
2
n
C
H
4
的增加,
n
H
2
n
CO
的值逐漸
減小
減小
(填“增大”、“減小”或“不變”),原因是
隨著進料比
n
C
O
2
c
C
H
4
的增加,n(CO2)增大,副反應平衡正向移動,導致n(CO)增多,n(H2)減少,則
n
H
2
n
CO
減少
隨著進料比
n
C
O
2
c
C
H
4
的增加,n(CO2)增大,副反應平衡正向移動,導致n(CO)增多,n(H2)減少,則
n
H
2
n
CO
減少

【答案】-159.5;BC;60%;<;步驟②活化能低,同條件下單位體積內(nèi)活化分子數(shù)越多,有效碰撞幾率越大,反應速率越快;
k
1
×
k
3
k
2
×
k
4
;減??;隨著進料比
n
C
O
2
c
C
H
4
的增加,n(CO2)增大,副反應平衡正向移動,導致n(CO)增多,n(H2)減少,則
n
H
2
n
CO
減少
【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:2024/6/27 10:35:59組卷:14引用:2難度:0.7
相似題
  • 1.某反應A(g)+B(g)→C(g)+D(g)的速率方程為v=k?cm(A)?cn(B)(k為速率常數(shù),lgk=-
    E
    a
    2
    .
    303
    RT
    +lgA,其中A、R為常數(shù),Ea為活化能,T為開氏溫度),其半衰期(當剩余反應物恰好是起始的一半時所需的時間)為
    0
    .
    8
    k
    。改變反應物濃度時,反應的瞬時速率如表所示:
    c(A)/(mol?L-1 0.25 0.50 1.00 0.50 1.00
    c(B)/(mol?L-1 0.050 0.050 0.100 0.100 0.200
    v/(10-3mol?L-1?min-1 1.6 3.2 v1 3.2 v2
    下列說法正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/11/14 18:30:5組卷:45引用:4難度:0.5
  • 2.已知反應2N2O(g)═2N2(g)+O2(g),速率方程為v═k?cn(N2O)。N2O在金(Au)表面分解的實驗數(shù)據(jù)如表所示。已知:①k為速率常數(shù),只與溫度、催化劑有關(guān),與濃度無關(guān);②n=0時,該反應為0級反應,n=1時,該反應為1級反應,以此類推,n可以為整數(shù),也可以為分數(shù);③濃度消耗一半所用的時間叫半衰期(
    t
    1
    2
    )。
    t/min 0 20 40 60 80 100
    c(N2O)/(mol?L-1 0.100 0.080 0.060 a 0.020 0
    下列說法正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/11/13 9:0:1組卷:48引用:3難度:0.5
  • 3.工業(yè)上利用CO2和H2制備HCOOH,相關(guān)化學鍵的鍵能如表所示:
    C=O H-H O-H C-H C-O
    鍵能/kJ?mol-1 745 436 462.8 413.4 351
    已知:①溫度為T1℃時,CO2(g)+H2(g)?HCOOH(g)K=2;
    ②實驗測得:v=kc(CO2)?c(H2),v=kc(HCOOH),k、k為速率常數(shù)。
    下列說法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/11/13 19:30:1組卷:99引用:3難度:0.7
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