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習(xí)近平總書記在黨的二十大報(bào)告中指出“實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革”。CO2的轉(zhuǎn)化和利用是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的有效途徑。回答下列問題:
菁優(yōu)網(wǎng)?
(1)工業(yè)廢氣中的CO2可制取甲醇,其反應(yīng)為CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1。
①已知鍵能如表所示,則ΔH1=
-181kJ?mol-1
-181kJ?mol-1
。
化學(xué)鍵 C=O C-O H-H C-H O-H
鍵能/(kJ?mol-1 745 351 436 413 463
②從原料成本角度考慮,應(yīng)調(diào)控反應(yīng)條件使上述反應(yīng)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率CO2
小于
小于
(填“大于”“小于”
或“等于”)H2。
(2)在200℃時(shí),向2L恒容密閉容器中充入1molCO2和3molH2,進(jìn)行反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,壓強(qiáng)降為初始?jí)簭?qiáng)的70%。
①以CO2物質(zhì)的量濃度的變化表示0~10min的化學(xué)反應(yīng)速率v(CO2)=
0.03mol?L-1?min-1
0.03mol?L-1?min-1
。
②下列選項(xiàng)能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是
AD
AD
(填標(biāo)號(hào))。
A.v(H2)=3v(CH3OH)
B.容器內(nèi)氣體的密度不再發(fā)生變化
C.
n
C
O
2
c
H
2
不再發(fā)生變化
D.
n
C
O
2
c
H
2
O
不再發(fā)生變化
(3)已知Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式為Rlnk=-
E
n
T
+C(En為活化能,k為速率常數(shù),R和C為常數(shù))。為探究M、N兩種催化劑對(duì)反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)的催化效能,進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn),依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得如圖1所示曲線,從圖中信息獲知催化效能較低的催化劑是
M
M
(“M”或“N”),判斷理由是
直線M斜率小,Ea
直線M斜率小,Ea
。
(4)在某催化劑作用下,按n(CO2):n(H2)=1:3向某密閉容器中通入一定量的原料氣,發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng);
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.17kJ?mol-1
維持壓強(qiáng)為5MPa,測(cè)得不同溫度下反應(yīng)經(jīng)t分鐘時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率和CH3OH的選擇性如圖2所示(已知:甲醇的選擇性=
產(chǎn)物中
C
H
3
OH
物質(zhì)的量
產(chǎn)物中
C
H
3
OH
CO
物質(zhì)的量之和
×100%)。
①T1后,溫度升高CH3OH選擇性降低的可能原因是
T1后,反應(yīng)達(dá)到平衡,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ逆向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱz正向移動(dòng),生成的甲醇減少
T1后,反應(yīng)達(dá)到平衡,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ逆向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱz正向移動(dòng),生成的甲醇減少

②T1溫度下,若經(jīng)過(guò)t分鐘反應(yīng)Ⅱ已達(dá)平衡,則反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)Kp=
0.11
0.11
(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),計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))。

【答案】-181kJ?mol-1;小于;0.03mol?L-1?min-1;AD;M;直線M斜率小,Ea大;T1后,反應(yīng)達(dá)到平衡,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ逆向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱz正向移動(dòng),生成的甲醇減少;0.11
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/9/18 2:0:8組卷:26引用:1難度:0.5
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    時(shí)間/s 0 500 1000 1500
    c(N2O5)/mol?L-1 5.00 3.52 2.50 2.50

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    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
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    發(fā)布:2024/11/13 9:0:1組卷:48引用:3難度:0.5
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    時(shí)間/s 0 500 1000 1500
    c(N2O5)/mol?L-1 5.00 3.52 2.50 2.50
    下列說(shuō)法正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/11/13 8:0:1組卷:34引用:5難度:0.6
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