二氧化碳的固定和轉(zhuǎn)化是世界性的課題,對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要意義。某課題組利用CO2為原料將其轉(zhuǎn)化成各種有機物,從而實現(xiàn)碳的循環(huán)再利用。
(1)以CO2為原料合成乙烯,其反應的過程分兩步進行:
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.3kJ/mol
Ⅱ.2CO(g)+4H2(g)?C2H4(g)+2H2O(g) ΔH=+210.5kJ/mol
CO2加氫合成乙烯的熱化學反應方程式為:2CO2(g)+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g)ΔH=+293.1kJ/mol2CO2(g)+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g)ΔH=+293.1kJ/mol。
(2)以CO2為原料催化加氫合成乙醇,其反應原理為:2CO2(g)+6H2(g)?C2H5OH(g)+3H2O(g)ΔH<0,向密閉容器中充入4molCO2和8molH2,如圖1為平衡時H2的體積分數(shù)與溫度、壓強的關系。回答下列問題:
①溫度T1小于小于T2(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②某溫度下,反應達到平衡狀態(tài)X點,若在X點對反應容器降溫,同時縮小體積使體系壓強增大,重新達到平衡狀態(tài)時,可能是圖中A~F點中的 FF點。
③在T1溫度下,壓強恒定為2MPa,反應達到平衡狀態(tài)時的壓強平衡常數(shù)Kp=2727Mpa-4(Kp是以分壓表示的平衡常數(shù))。在相同的條件下,若初始向密閉容器中充入的是2molCO2和5molH2,則達到平衡狀態(tài)時,H2的體積分數(shù) 大于大于25%(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)二氧化碳甲烷化技術是一種最有效的對二氧化碳循環(huán)再利用的技術。用如圖2裝置電解二氧化碳制取甲烷,溫度控制在10℃左右,持續(xù)通入二氧化碳,電解過程中HCO-3物質(zhì)的量基本不變。陰極反應為:9CO2+8e-+6H2O=CH4+8HCO-39CO2+8e-+6H2O=CH4+8HCO-3;陽極產(chǎn)生的氣體是:O2和CO2O2和CO2。
HCO
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【答案】2CO2(g)+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g)ΔH=+293.1kJ/mol;小于;F;27;大于;9CO2+8e-+6H2O=CH4+8;O2和CO2
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:50引用:4難度:0.5
相似題
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應)
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應)
(1)反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應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,選擇不同溫度對相關量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應選擇800℃的原因是
(3)在800℃時,=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,初始壓強為P,一段時間達到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應的平衡常數(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:2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應,反應過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得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,則T溫度時═k逆k正
(5)我國科學家使用電化學的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M是電源的
②陽極電極反應式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數(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N2,兩個競爭反應化學方程式如下:
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,相同時間內(nèi)有關生成物物質(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( ?。?/h2>發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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