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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷254
CO2的富集与转化有利于降低温室效应。
Ⅰ．CO2的富集：某学习小组设计如图流程：

(1)吸收池逸出的气体主要成分是_______(填化学式，下同)，进入分解池中的主要物质是_______。
Ⅱ．CO2的转化
(2)①CO2在不同催化剂作用下加氢转化为CO。
已知：CO和H2的燃烧热(△H)分别为和，   △H=-44.0kJ/mol
则反应Ⅰ：   △H1=_______。
该反应在使用不同催化剂时反应历程与能量变化如图。有关说法正确的是_______(填序号)

a．反应物总能量高于生成物总能量       b．催化剂能降低反应活化能
c．催化剂能改变反应的焓变               d．途径Ⅱ的反应速率比途径Ⅰ大
②研究表明：在/催化剂存在下，CO2和反应生成(反应Ⅰ)的同时还可发生反应Ⅱ： △H2=-53.7kJ/mol。
某温度下，按投料比n(CO2):n(H2)=1:3，充入恒容容器进行上述反应，达平衡后缩小容器体积，对反应Ⅰ和反应Ⅱ平衡移动有何影响，分别是_______；若随着温度升高，实际测得CO2的平衡转化率与H2的平衡转化率的比值增大，当升高至T℃时其比值接近3，原因可能是_______。
20-21高二上·四川成都·期末
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知识点：盖斯定律的应用化学平衡状态的判断方法温度对化学平衡移动的影响压强对化学平衡移动的影响 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题，为了减少空气中的温室气体，并且充分利用二氧化碳资源，科学家们设想了一系列捕捉和封存二氧化碳的方法。
Ⅰ.在不同催化剂作用下加氢转化为CO。
(1)已知：CO和的燃烧热分别为和， ，则反应 ___________kJ/mol。
(2)该反应在使用不同催化剂时反应历程与能量变化如图。有关说法正确的是___________(填选项)。

A．反应物总能量高于生成物总能量
B．催化剂能降低反应活化能
C．催化剂能改变反应的焓变
D．途径Ⅱ的反应速率比途径Ⅰ大
Ⅱ．利用可制取甲醇，其反应为： 。
(3)在恒温恒容的密闭容器中充入和进行该反应，下列说法正确的是___________(填选项)。
A．容器内的总压强保持不变时，反应达到平衡
B．混合气体的密度保持不变时，反应达到平衡
C．将初始投料增加1倍，可以提高的转化率
D．充入一定量的He气，可以提高的转化率
(4)在体积为2L的恒容密闭容器中按下列所示三种方式投料，即[]分别为：、、，反应温度对平衡转化率影响的曲线如图。

①___________0(填“＞”或“＜”)。
②投入、时，对应的曲线是___________。
③℃时时，曲线a对应的化学平衡常数是___________(保留小数点后1位)。
利用CO2合成甲醇、二甲醚技术是有效利用CO2资源，实现“碳中和”目标的重要途径。
(1)开发CO2直接催化加氢合成二甲醚技术是很好的一个研究方向。
主反应：2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H1=-122.54kJ•mol-1
副反应：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)   △H2
①已知25℃和101kPa下，H2(g)、CO(g)的燃烧热△H分别为-285.8kJ•mol-1、-283.0kJ•mol-1，H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ•mol-1，则△H2=_______kJ/mol。
②其他条件相同时，反应温度对CO2平衡转化率影响如下图所示。CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大的原因可能是_______。

③在催化剂作用下，向恒温恒压(250℃、3.0MPa)的密闭容器中充入反应气，n(CO)：(CO2)：n(H2)=1：5：20。反应平衡时测得CO2的转化率为20%，二甲醚的选择性为80%(已知二甲醚的选择性=×100%)，则副反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)的Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(2)利用CO2合成甲醇也是有效利用CO2资源的重要途径。将原料气(CO2)：n(H2)=1：3充入某一恒容密闭容器中，只发生CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H3<0，在不同催化剂作用下，反应tmin时CO2的转化率随温度的变化如图所示。

①下列说法正确的是_______。
A.使用催化剂I时，d点已达到平衡
B.T3K的平衡常数大于T4K的平衡常数
C.若a点时，v(H2)正=3v(CH3OH)逆，则此条件下反应已达到最大限度
D.c点转化率比a点低的原因一定是催化剂活性降低
②若图中a点时反应已达平衡，现原料气按(CO2)：n(H2)=1：2.8充入同一恒容密闭容器中，在催化剂I的作用下发生反应。请在图中用实线画出了T3K～T5K之间CO2的平衡转化率变化曲线_______。
(3)水煤气变换反应的机理被广泛研究，其中有一种为羧基机理，某催化剂催化CO*+H2O*⇌CO2*+H2(g) (*表示吸附态、Ea表示活化能)步骤如下：
Ⅰ.H2O*→OH*+H*     Ea1=141.7kJ/mol
Ⅱ.CO*+OH*→COOH*     Ea2=39.5kJ/mol
Ⅲ.COOH*→CO2*+H*       Ea3=132.1kJ/mol
Ⅳ.2H*→H2(g)   Ea4=97.4kJ/mol
反应CO*+H2O*⇌CO2*+H2(g)的决速步骤是_______(填序号)。
碳的化合物在生产生活和环境保护中应用广泛。
Ⅰ.碳氧化合物的综合利用
（1）利用CO可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NO 排放。
已知：反应Ⅰ：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746 kJ·mol-1
反应Ⅱ：4CO(B)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) △H=-1200kJ·mol-1
则反应NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)的△H=__________kJ·mol-1。
在一定条件下，将NO2与CO以体积比1：2置于恒容密闭容器中发生反应Ⅱ，下列能说明反应达到平衡状态的是______________。
a.体系压强保持不变                 b.容器中气体密度保持不变
c.混合气体颜色保持不变 d.NO2 与CO的体积比保持不变
（2）工业上利用CO 与Cl2在活性炭催化下合成光(COCl2)，反应方程式为： CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) △H<0。某研究小组在恒温条件下，向2L恒容容器中加入0.2molCO和0.2molCl2，10min时达到平衡，测得10min 内v(COCl2)=7.5×10-3mol·L-1·min-1，则平衡时n(Cl2)=________ mol，设此时CO的转化率为a1，若其它条件不变，上述反应在恒压条件下进行，平衡时CO的转化率为a2，则a1_______a2 (填“>”“=”或“<”)
（3）利用“组合转化技术”可将CO2转化成乙烯，反应方程式为：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)。实验测得温度对CO2平衡转化率、催化剂催化效率的影响如图a所示。下列说法正确的是________________
a.N点正反应速率一定大于M 点正反应速率
b.250℃时，催化剂的催化效率最大
c.M点平衡常数比N点平衡常数大
d.随着温度升高，乙烯的产率增大

Ⅱ.碳氢化合物的综合利用
利用甲烷的裂解可以制得多种化工原料，甲烷裂解时发生的反应有：2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)，2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) 。实验测得平衡时气体分压(Pa)与温度(℃)之间的关系如图b所示(气体分压=总压×气体的物质的量分数)。
（4）1725 ℃时，向1L恒容密闭容器中充入0.3 molCH4达到平衡，则反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)的平衡常数KP=___________(用平衡分压代替平衡浓度)，CH4生成C2H2的平衡转化率为__________________。

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