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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷123
以CO2为原料制备甲醇等能源物质具有较好的发展前景。因此,研发CO2利用技术,降低空气中CO2含量成为研究热点。
(1)在催化剂的作用下,氢气还原CO2的过程中可同时发生反应Ⅰ、Ⅱ。(已知活化能:)
Ⅰ.
Ⅱ.
①则H3=___________kJ/mol,其中反应Ⅰ能自发进行的条件是___________
②保持温度T不变时,在容积不变的密闭容器中,充入一定量的CO2及H2,起始及达到平衡时,容器内各气体的物质的量及总压强数据如表所示:
总压强/kPa
起始0.50.9000
平衡m0.3p
若反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡,,则表中m=___________;反应Ⅰ的平衡常数Kp=___________(用含p的代数式表示)
(2)在下,向恒压反应器中通入的平衡转化率及CH3OH(g)的平衡产率随温度变化的关系如图。

已知:CH3OH的产率
①下列说法正确的是______(填标号)。
A.反应过程中,容器内压强不再变化,说明反应Ⅰ达到平衡
B.反应过程中,气体密度保持不变,说明反应Ⅰ达到平衡
C.平衡后再向容器中通入一定量的H2能提高CO2的平衡转化率
②图中500 K以后,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是______
(3)工业上常用电解法将CO2合成为羧酸以实现资源化处理。以Pt为电极、质子惰性有机溶剂为电解液的装置,可将CO2转化为草酸(H2C2O4),其阴极的电极反应式为______
21-22高三下·湖南·阶段练习
知识点:盖斯定律与热化学方程式化学平衡状态的判断方法化学平衡常数的有关计算电解池电极反应式及化学方程式的书写与判断 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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2021年,我国科学家以二氧化碳为原料,通过全合成方法成功制得了淀粉,取得了科技领域的一个重大突破。以CO2为原料制备甲醇、合成气、淀粉等能源物质具有广阔的发展前景。
I.在催化剂的作用下,氢气还原CO2的过程中可同时发生反应①②。
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H1=-50kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=+41.1kJ·mol-1
(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H3=_______kJ·mol-1
(2)已知反应①的S=-177.2J·mol-1·K-1,在下列哪些温度下反应能自发进行?_______(填标号)。
A.0℃B.5℃C.25℃D.500℃
(3)在恒温恒容密闭容器中,充入一定量的CO2及H2,起始及达到平衡时,容器内各气体的物质的量及总压强数据如表所示:
n(CO2)/moln(H2)/moln(CH3OH)/moln(CO)/moln(H2O)/mol总压/kPa
起始0.50.9000p0
平衡m0.3p
已知p0=1.4p,则表中m=_______;反应①的平衡常数Kp=_______(kPa)-2(用含p的代数式表示)。
(4)向恒压反应器中通入3molH2和1molCO2,CO2的平衡转化率及CH3OH的平衡产率随温度变化的关系如图所示。已知:CH3OH的产率=100%。

图中500K以后,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______
II.固体氧化物电解池(SOEC)利用废热电解水和CO2来制合成气(主要组分为一氧化碳和氢气),因为高温电解可降低内阻,所以相比于低温电解池表现出更高的电解效率。

(5)a为电源的_______极(填“正”或“负”)。
(6)生成一氧化碳和氢气物质的量之比为1:3时的电极反应式为_______
中国科学家在淀粉人工合成技术上取得重大进展,该实验方法首先将催化还原为。已知催化加氢的主要反应有:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)水煤气也是合成甲醇的重要原料,反应 ___________(用含式子表示)。
(2)在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入,起始压强为4MPa,发生反应Ⅰ和Ⅱ。平衡时的转化率为40%,的物质的量为0.1mol。反应Ⅰ的分压平衡常数___________(气体分压=总压×该组分的物质的量分数)。
(3)在恒温恒压反应器中通入气体,的平衡转化率及的平衡产率随温度变化关系如图a。反应Ⅰ和反应Ⅱ的满足线性关系,如图b所示。
已知:的产率=

①下列说法正确的是_______
A.反应过程中,容器内压强不再变化,说明反应Ⅰ达到平衡
B.反应过程中,气体密度维持不变,说明反应Ⅰ达到平衡
C.增大压强能同时提高的平衡转化率和的平衡产率
D.加入对反应I催化效果更佳的催化剂,可以提高CH3OH的产率
②反应Ⅱ的_______0(填“大于”、“小于”或“等于”);根据图b中确定直线m表示的反应是_______ (填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。
③图a中的平衡转化率A点之前随温度升高而降低、A点之后随温度升高而增大的原因是_______
(4)我国科研人员研究出在催化剂上氢化合成甲醇的反应历程如图c所示。结合历程分析在反应气中加入少量的水蒸气___________(填“能”或“不能”)提高甲醇产率,解释其原因___________

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