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则的△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:
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______ 。
(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则的△H3=
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 | 0.5 | 0.9 | 0 | 0 | 0 | |
平衡 | m | 0.3 | p |
(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
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
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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)。
(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:
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_______ 。
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=
(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℃ |
n(CO2)/mol | n(H2)/mol | n(CH3OH)/mol | n(CO)/mol | n(H2O)/mol | 总压/kPa | |
起始 | 0.5 | 0.9 | 0 | 0 | 0 | p0 |
平衡 | m | 0.3 | p |
(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
(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
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。已知:在催化剂的作用下,氧气还原CO2的过程中可同时发生反应①②,回答下列问题:
①
②
(1)________ 。
(2)已知反应①,在下列哪些温度下反应能自发进行?___________。
(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:
已知,则表中m=___________ ;反应①的平衡常数___________ (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:。
图中500K以后,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是:___________ 。
①
②
(1)
(2)已知反应①,在下列哪些温度下反应能自发进行?___________。
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)/mol | n(H2)/mol | n(CH3OH)/mol | n(CO)/mol | n(H2O)/mol | 总压/kPa | |
起始 | 0.5 | 0.9 | 0 | 0 | 0 | |
平衡 | m | 0.3 | p |
(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:。
图中500K以后,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是:
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