當(dāng)今研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)降低空氣中二氧化碳含量成了研究熱點(diǎn)。
Ⅰ.二氧化碳催化加氫制甲醇,有利于減少溫室氣體CO2,總反應(yīng)可表示為:
CO2(g)+3H2(g)?H2O(g)+CH3OH(g)ΔH
該反應(yīng)一般認(rèn)為通過如下步驟來實(shí)現(xiàn):
①CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH1=41kJ/mol
②CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH2=-90kJ/mol
(1)ΔH=-49-49kJ/mol。
(2)一定條件下,向體積為1L的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),容器中CH3OH(g)為amol,CO為bmol,反應(yīng)①的平衡常數(shù)為 (a+b)?b(1-a-b)?(3-3a-b)(a+b)?b(1-a-b)?(3-3a-b)(用含a,b的代數(shù)式表示)。
(3)總反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)?H2O(g)+CH3OH(g)在Ⅰ、Ⅱ兩種不同催化劑作用下建立平衡過程中,CO2的轉(zhuǎn)化率[a(CO2)]隨時(shí)間(t)的變化曲線如圖1?;罨埽哼^程Ⅰ<<過程Ⅱ(填“<”,“>”,),t2時(shí)刻改變了某一反應(yīng)條件,下列說法正確的是 ACAC。
A.恒溫恒壓,t2時(shí)刻通入惰性氣體
B.恒溫恒容,t2時(shí)刻通入一定量氫氣
C.n點(diǎn)的v(正)一定大于m點(diǎn)的v(逆)
D.t2時(shí)刻,可能是移走了一部分水蒸氣
Ⅱ.(4)以CO2和NH3為原料合成尿素[CO(NH2)2]是固定和利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反應(yīng)(均自發(fā)進(jìn)行)可表示:
反應(yīng)Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)?NH2CO2NH4(s)ΔH1
反應(yīng)Ⅱ:NH2CO2NH4(s)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH2
反應(yīng)Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH3
某研究小組為探究反應(yīng)Ⅲ影響CO2轉(zhuǎn)化率的因素,在其它條件一定時(shí),圖2為CO2轉(zhuǎn)化率受溫度變化影響的曲線。當(dāng)溫度高于T℃后,CO2轉(zhuǎn)化率變化趨勢(shì)如圖所示,其原因是 溫度高于T℃時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),因?yàn)榉磻?yīng)Ⅲ為自發(fā)反應(yīng),而△S<0,則反應(yīng)ΔH3<0,即該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動(dòng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低溫度高于T℃時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),因?yàn)榉磻?yīng)Ⅲ為自發(fā)反應(yīng),而△S<0,則反應(yīng)ΔH3<0,即該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動(dòng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低。(不考慮催化劑活性變化)
(5)在某恒定溫度下,將NH3和CO2物質(zhì)的量之比按2:1充入一體積為10L的密閉容器中(假設(shè)容器體積不變,生成物的體積忽略不計(jì)且只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ),經(jīng)15min達(dá)到平衡,各物質(zhì)濃度的變化曲線圖3所示。若保持平衡的溫度和體積不變,25min時(shí)再向該容器中充入2molNH3和1molCO2,在40min時(shí)重新達(dá)到平衡,請(qǐng)?jiān)谌鐖D3中畫出25-50min內(nèi)CO2的濃度變化趨勢(shì)曲線。 。
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【答案】-49;;<;AC;溫度高于T℃時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),因?yàn)榉磻?yīng)Ⅲ為自發(fā)反應(yīng),而△S<0,則反應(yīng)ΔH3<0,即該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動(dòng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低;
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/10/5 5:0:2組卷:20引用:1難度:0.4
相似題
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1.在催化劑作用下,可逆反應(yīng)2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)在溫度為323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示(已知:反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正x2SiHCl3-k逆xSiH2Cl2xSiCl4,k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù),x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。下列說法錯(cuò)誤的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:40引用:1難度:0.5 -
2.甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域,三氯氫硅(SiHCl3)是制備甲硅烷的重要原料?;卮鹣铝袉栴}:
(1)工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時(shí)伴隨發(fā)生的反應(yīng)有:
Si(s)+4HCl(g)═SiCl4(g)+2H2(g)△H=-241kJ/mol
SiHCl3(g)+HCl(g)═SiCl4(g)+H2(g)△H=-31kJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是
(2)鋁鋰形成化合物L(fēng)iAlH4既是金屬儲(chǔ)氫材料又是有機(jī)合成中的常用試劑,遇水能得到無色溶液并劇烈分解釋放出H2,請(qǐng)寫出其水解反應(yīng)化學(xué)方程式
(3)三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟,此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑,在不同反應(yīng)溫度下測(cè)得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時(shí),平衡轉(zhuǎn)化率為
②323.15K時(shí),要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間,可采取的最佳措施是
(4)比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐a
v逆=k2x2_SiH2Cl2xSiCl4,k1、k2分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù),與反應(yīng)溫度有關(guān),x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),則在353.15K時(shí)=k1k2
(5)硅元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是H2SiO3,室溫下,0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液,堿性更強(qiáng)的是
已知:H2SiO3:Ka1=2.0×10-10、Ka2=1.0×10-12,H2CO3:Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:61引用:2難度:0.2 -
3.甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域,三氯氫硅(SiHCl3)是制備甲硅烷的重要原料?;卮鹣铝袉栴}:
(1)工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時(shí)伴隨發(fā)生的反應(yīng)有:
①Si(s)+4HCl(g)═SiCl4( g)+2H2(g)△H=-24lkJ/mol
②SiHCl3 (g)+HCl(g)═SiCl4 (g)+H2(g)△H=-3lkJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是
(2)工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰(LiAlH4)制甲硅烷,反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
(3)三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟,此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑,在不同反應(yīng)溫度下測(cè)得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時(shí),平衡轉(zhuǎn)化率為
③比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐a=k1k2發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:19引用:1難度:0.5
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