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解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷176
将CO2转化成C2H4可以变废为宝、改善环境。以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
C2H6(g)=CH4(g)+H2(g)+C(s)       H=+9kJ•mol-1
C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)       H=-136kJ•mol-1
H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g)       H=+41kJ•mol-1
(1)CO2、C2H6为原料合成C2H4的主要反应CO2(g)+C2H6(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)H=__;任意写出两点加快该反应速率的方法:_____
(2)0.1MPa时向密闭容器中充入CO2和C2H6,发生反应CO2(g)+C2H6(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g),温度对催化剂K—Fe—Mn/Si—2性能的影响如图所示:

①工业生产综合各方面的因素,反应选择800℃的原因是___
②C2H6的转化率随着温度的升高始终高于CO2的原因是___
③800℃时,随着的比值增大,CO2转化率将__(填“增大”或“减小”)。
(3)在800℃时,n(CO2):n(C2H6)=1:3,充入一定体积的密闭容器中,在有催化剂存在的条件下,发生反应CO2(g)+C2H6(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g),初始压强为P0,一段时间达到平衡,产物的物质的量分数之和与剩余反应物的物质的量分数之和相等,该温度下反应的平衡常数Kp__P0(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,用最简分式表示)。
20-21高三上·河北保定·期末
知识点:盖斯定律的应用影响化学反应速率的外因化学平衡常数的有关计算与转化率变化有关图像的分析 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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近年来CO2变废为宝,改善环境是科学研究的重要课题,对于实现废气资源的再利用及碳循环经济技术的发展都具有重要意义。
Ⅰ.已知CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
①C2H6(g)CH4(g)+H2(g)+C(s)H1=+9kJ·mol-1
②C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)H2=-136kJ·mol-1
③H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)H3=+41kJ·mol-1
④CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)H4
(1)H4=___,0.1MPa时向密闭容器中充入CO2和C2H6,发生反应④,温度对催化剂K—Fe—Mn/Si性能的影响如图:

工业生产综合各方面的因素,根据图中的信息判断反应的最佳温度是__℃。
(2)在800℃时,n(CO2):n(C2H6)=1:3,充入一定体积的密闭容器中,在有催化剂存在的条件下,发生反应④,初始压强为p0,一段时间后达到平衡,产物的总物质的量与剩余反应物的总物质的量相等,则该温度下反应的平衡常数Kp=___(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,用最简分式表示)。
Ⅱ.科学家利用Li4SiO4吸附CO2有着重要的现实意义。CO2的回收及材料再生的原理如图所示:

(1)“吸附”过程中主要反应的化学方程式为___
(2)为了探究Li4SiO4的吸附效果,在刚性容器中放入1000g的Li4SiO4,通入10mol不同比例的N2和CO2混合气体,控制反应时间均为2小时,得到Li4SiO4吸附CO2后固体样品质量分数与温度的关系如图所示。

①该反应为___反应(填“吸热”或“放热”)。
②保持A点的温度不变,若所用刚性容器体积变为原来的一半,则平衡时c(CO2)较原平衡___(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③若在A点CO2的吸收率为70%,A点的纵坐标y的值为___
CO2的捕集与转化是当今科学研究的重要课题。以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) △H=+177kJ·mol-1(主反应)
II.C2H6(g)CH4(g)+H2(g)+C(s) H=+9kJ·mol-1(副反应)
I的反应历程可分为如下两步:
①C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) H1(反应速率较快)
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) H2=+41kJ·mol-1(反应速率较慢)
(1)H1=____
(2)相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)对反应I速率影响更大,其原因是____
(3)如图是CO2和C2H6合成C2H4相关物质转化率或选择性与温度变化的关系,则该反应选择的最佳温度为____℃。

(4)在800℃时,将1molCO2和3molC2H6充入10L体积不变的密闭容器中,在有催化剂存在的条件下,只发生反应CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)。若初始压强为2.0MPa,一段时间后反应达到平衡,平衡时产物的物质的量之和与剩余反应物的物质的量之和相等,则达到平衡时CO2的转化率为____;该温度下反应的平衡常数Kp=____(保留两位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)工业上用甲烷催化法制取乙烯,只发生如下反应:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) H>0,温度T时,向2L恒容密闭容器中充入2molCH4,反应过程中CH4的物质的量随时间变化如图所示。实验测得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)•c2(H2),k、k为速率常数,只与温度有关,则T温度时=____(用含有m的代数式表示)。该反应在____(“高温”或“低温”)下更易自发进行。
CO2的捕集与转化是当今科学研究的重要课题。以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
Ⅰ. ∆H=+177kJ·mol-1(主反应)
Ⅱ. C2H6(g) CH4(g)+H2(g)+C(s) ∆H=+9kJ·mol-1(副反应)
(1)反应I的反应历程可分为如下两步:
i.   (反应速率较快)
ii. H2(g)+ CO2(g) H2O(g)+CO(g) =+41 kJ·mol-1 (反应速率较慢)
①∆H1=___________kJ·mol-1
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)对反应I速率影响更大,其原因是___________
(2)向恒压密闭容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,选择不同温度对相关量的影响如图所示,工业生产综合各方面的因素,反应选择800℃的原因是___________

(3)在800℃时,=1:3,充入一定体积的密闭容器中,在有催化剂存在的条件下,只发生主反应,初始压强为P,一段时间达到平衡,产物的物质的量之和与剩余反应物的物质的量之和相等,该温度下反应的平衡常数Kp= ___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数。计算结果用最简分式表示)。
(4)工业上用甲烷催化法制取乙烯,只发生如下反应:ΔH>0,温度T时,向2L的恒容反应器中充入2molCH4,仅发生上述反应,反应过程中CH4的物质的量随时间变化如下图所示。实验测得为速率常数,只与温度有关,则T温度时___________(用含有m的代数式表示)。

(5)我国科学家使用电化学的方法(装置如上图)用C2H6和CO2合成了C2H4
①M是电源的___________极。
②阳极电极反应式是___________

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