“低碳經(jīng)濟”已成為全世界科學家研究的重要課題。為減小和消除CO2對環(huán)境的影響，一方面世界各國都在限制其排放量，另一方面科學家加強了對CO2創(chuàng)新利用的研究。
（1）已知：①CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）△H=-41kJ?mol-1
②C（s）+2H2（g）?CH4（g）△H=-73kJ?mol-1
③2CO（g）?C（s）+CO2（g）△H=-171kJ?mol-1
寫出CO2與H2反應生成CH4和H2O（g）的熱化學方程式：CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2O（g）△H=-162kJ?mol-1CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2O（g）△H=-162kJ?mol-1。
（2）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。為探究該反應原理，在容積為2L的密閉容器中，充入1mol CO2和3.25mol H2在一定條件下發(fā)生反應，測得CO2、CH3OH（g）和H2O（g）的物質(zhì)的量（n）隨時間的變化如圖1所示。
①反應的化學方程式為：CO2+3H2?CH3OH+H2OCO2+3H2?CH3OH+H2O。
②從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v（H2）=0.11250.1125mol/（L?min）。
（3）煤化工通常研究不同條件下CO轉(zhuǎn)化率以解決實際問題。已知在催化劑存在條件下反應：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨p（H2O）p（CO）及溫度變化關(guān)系如圖2所示。[p（H2O）、p（CO）表示H2O、CO的平衡分壓，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)]上述反應的逆反應方向是吸熱吸熱反應。（填“吸熱”或“放熱”）
②對于氣相反應，用某組分（B）的平衡分壓（pB）代替平衡濃度（cB）也可以表示平衡常數(shù)（記作Kp），則該反應的Kp=p（CO2）p（H2）p（CO）p（H2O）p（CO2）p（H2）p（CO）p（H2O），提高p[H2O（g）]p（CO），則Kp不變不變（填“變大”、“變小”或“不變”）。使用鐵鎂催化劑的實際工業(yè)流程中，一般采用400℃左右、p[H2O（g）]p（CO）=3～5，采用此條件的原因可能是投料比太低，CO的轉(zhuǎn)化率不太高，而投料比3～5時轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高達到96%～98%，再增加投料比，需要大大的增加蒸汽添加量，這樣在在經(jīng)濟上不合算，催化劑的活性溫度在400℃左右，p（H2O）p（CO）=3～5投料比太低，CO的轉(zhuǎn)化率不太高，而投料比3～5時轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高達到96%～98%，再增加投料比，需要大大的增加蒸汽添加量，這樣在在經(jīng)濟上不合算，催化劑的活性溫度在400℃左右，p（H2O）p（CO）=3～5。
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【答案】CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2O（g）△H=-162kJ?mol-1；CO2+3H2?CH3OH+H2O；0.1125；吸熱；；不變；投料比太低，CO的轉(zhuǎn)化率不太高，而投料比3～5時轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高達到96%～98%，再增加投料比，需要大大的增加蒸汽添加量，這樣在在經(jīng)濟上不合算，催化劑的活性溫度在400℃左右，=3～5
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【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：6引用：1難度：0.4
相似題
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1．氫氣最早于16世紀被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達到平衡時，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進行計算）Pa2。
②若只改變一個反應條件使Kp變大，則該條件是（填標號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為，一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：60引用：6難度：0.6 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時A的濃度c（A）=mol/L，反應開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3
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