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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷90
我国对世界郑重承诺：2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。而研发二氧化碳的碳捕捉和碳利用技术则是关键。的催化加氢同时发生以下反应，如
i
ii.
不同压强下的平衡转化率与温度的关系如下图：

(1)400～600℃，的平衡转化率随着压强的升高而增大，B点v正___A点v逆(填“>”或“<”或“=”)。
(2)根据图象可知，其他条件相同时，下列反应条件控制中能获得乙烯最多的是___(填序号)。
A．压强0.1MPa温度800℃B．压强4.0MPa温度300℃
C．压强0.1MPa温度300℃D．压强4.0MPa温度800℃
(3)在恒定压强下，随着温度的升高，的平衡转化率先降低后升高。试分析可能原因__。
(4)一定条件下，将和CO2[]在某催化剂作用下，当总压稳定在p时，测得和CO的物质的量之比为2：1，的转化率为50.0%。则反应i的化学平衡常数Kp=__(只列算式不计算)。
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知识点：压强对化学反应速率的影响化学平衡的移动及其影响因素化学平衡图像分析化学平衡常数的有关计算 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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研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2催化加氢生成乙烯等低碳烯烃，进而制取液态烃，作为低碳液态燃料。制取乙烯发生的主要反应有：
i．2CO2(g)+6H2(g) ⇌C2H4(g)+4H2O(g)△H=-127.89kJ•mol-1
ii．CO2(g)+H2(g) ⇌H2O(g)+CO(g)△H=+41.2kJ•mol-1
(1)CO2催化加氢制乙烯包括两个步骤：
步骤I：CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g)+CO(g)△H=-49.5kJ•mol-1，写出步骤II由甲醇制乙烯的热化学方程式___。
(2)不同压强下CO2的平衡转化率与温度的关系如图：

①400~600℃，CO2的平衡转化率随着压强的升高而增大，B点v正___A点v逆(填“＞”“＜”或“=”)。在A点给定的温度和压强下，提高CO2平衡转化率的方法有___。(任写一种)
②在恒定压强下，随着温度的升高，CO2的平衡转化率先降低后升高。试分析可能原因___。
③根据图象可知，为了获得更多乙烯等低碳烯烃，反应条件应控制在___(填序号)。
A．压强0.1~1.0MPa             B．温度300~400℃
C．压强2.0~3.0MPa             D．温度900~1000℃
一定条件下，将H2和CO2[n(H2)：n(CO2)=3]以一定的流速通过K—Fe—MnO/Al2O3催化剂进行反应，测得CO2的平衡转化率为50.0%，C2H4和CO的物质的量之比为2∶1，反应i的化学平衡常数Kp=___(只列算式不计算)。不改变气体流速和温度，一定能提高C2H4选择性的措施有___。(任写二种)
某海军研究实验室利用海水获得CO2和H2，通过CO2催化加氢反应先生成乙烯等低碳烯烃，进而制取液态烃，从而减少舰艇以及飞机对燃料补给的依赖延长续航时间。制取乙烯发生的主要反应有：
i.2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g) ∆H=-127.89kJ/mol
ii.CO2(g)+H2(g)⇌H2O(g)+CO(g) ∆H=+41.2kJ/mol
(1)CO2催化加氢制乙烯包括以下两个步骤，如图所示。

已知：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-49.5kJ/mol，则甲醇制乙烯的热化学方程式为_______。
(2)不同压强下CO2的平衡转化率与温度的关系如图：

①如图B点v正_______A点v逆(填“>”“＜”或“=”)，在B点给定的温度和压强下，提高CO2平衡转化率的方法有_______。
②在恒定压强下，随着温度的升高，CO2的平衡转化率先降低后升高。表明在较低温度下体系中合成低碳烯烃时_______(填“反应i”或“反应ii”)占主导。
③在较高温度如850℃时，CO2的平衡转化率随着压强的升高而减小的原因是_______。根据图象可知，为了更多获得乙烯等低碳烯烃反应条件应控制在_______(填序号)。
a.温度300~400℃             b.温度900~1000℃             c.压强0.1~1.0 MPa             d.压强2.0~3.0 MPa
(3)如图A点所在的条件进行反应，将 H2和CO2[n(H2)/n(CO2)=3]以一定的流速通过K-Fe-MnO/Al2O3催化剂进行反应，测得CO2总的转化率为50.0%，C2H4和CO的物质的量之比为2：1，反应i用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=_______(只列算式不计算，已知气体分压=气体总压x体积分数)。不改变气体流速和温度，一定能提高C2H4选择性的措施有_______(填序号)。
a.加压             b.选择合适的催化剂             c.将反应中产生的水及时分离
我国将在2023年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。“碳中和”是指 CO2的排放总量和减少总量相当。CO2的资源化利用能有效减少CO2排放。
I．研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气：
CO2(g)+ CH4(g)2CO(g)+2H2 (g) △H>0
(1)此反应的活化能Ea(正)___________Ea(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(2)某温度下，向一恒容密闭容器中充入CO2和CH4发生上述反应，初始时CO2和CH4的分压分别为15kPa、20kPa，一段时间达到平衡后，测得体系压强增加了10kPa，则该反应的平衡常数Kp=___________(kPa)2(结果保留两位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)。
II．CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：
反应①：CO2(g)+H2(g) ⇋CO(g)+H2O(g) △H1= +41.2kJ·mol-1
反应②：2CO2(g)+6H2(g) ⇋CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H2
在恒压，CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中：CH3OCH3的选择性=
   
(3)已知反应：2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-204.9kJ·mol-1则反应②的△H2= ___________，反应②的自发条件为___________。
A．高温          B．高压          C．低温          D．低压
(4)温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是___________。
(5)220℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性对应图中A点数据。下列说法正确的是___________。
A．其他反应条件不变，增大压强一定可提高平衡时CH3OCH3的选择性
B．其他反应条件不变，改变催化剂，CH3OCH3的选择性不会改变
C．其他反应条件不变，升高温度，CO2的转化率一定随着温度的升高而降低
D．其他反应条件不变，提高投料时的氢碳比[n(H2)：nCO2)]，能提高CO2平衡转化率

III。
(6)某乙烯熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示，则负极上电极反应式为___________。若要维持电池持续稳定工作，则从理论上讲，进入石墨II电极上的CO2与石墨I电极上生成的CO2的物质的量之比是___________。
   

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