解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷48
为实现生产生活的“碳减”和经济的可持续发展,科学工作者开展CO2的价值型转化的相关研究。请回答以下有关问题:
I.利用太阳能分解H2O获得氢气,再通过CO2加氢制甲醇(CH3OH)等燃料,从而实现可再生能源和CO2的资源化利用。
(1)过程Ⅱ中CO2催化加氢制取甲醇,反应如下:
主反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=+49.0 kJ∙mol−1
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2 kJ∙mol−1
①CO、H2、CH3OH的热化学方程式是_____ 。
②一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为amol,CO为bmol,此时H2(g)的浓度为_____ mol∙L−1 (用含a、b、V的代数式表示)。
③为提高CH3OH在单位时间的产率,可采取措施:_____ (写出一条即可)。
II.CO2催化加氢也可制取乙烯:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H=−129 kJ∙mol−1,在体积为2L的恒容容器中制取乙烯,投料为xmolCO2和3molH2,测得温度对CO2的平衡转化率的影响,曲线a表示x=1,改变投料比测量后得到曲线。
(2)曲线b条件下投料比改变,则x_____ 1(填“>”、“<”或“=”);反应从开始分别进行到M、M1、N三点时,放出热量为Q1、Q2、Q3,其由大到小的顺序为______ 。
I.利用太阳能分解H2O获得氢气,再通过CO2加氢制甲醇(CH3OH)等燃料,从而实现可再生能源和CO2的资源化利用。
(1)过程Ⅱ中CO2催化加氢制取甲醇,反应如下:
主反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=+49.0 kJ∙mol−1
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2 kJ∙mol−1
①CO、H2、CH3OH的热化学方程式是
②一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为amol,CO为bmol,此时H2(g)的浓度为
③为提高CH3OH在单位时间的产率,可采取措施:
II.CO2催化加氢也可制取乙烯:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H=−129 kJ∙mol−1,在体积为2L的恒容容器中制取乙烯,投料为xmolCO2和3molH2,测得温度对CO2的平衡转化率的影响,曲线a表示x=1,改变投料比测量后得到曲线。
(2)曲线b条件下投料比改变,则x
22-23高二下·陕西安康·开学考试
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将CO2转化为有经济价值的产物,可以推动经济高质量发展和改善生态环境质量,实现碳中和。请回答下列问题:
(1)以CO2为原料加氢合成二甲醚(CH3OCH3)、甲醇(CH3OH)有利于实现碳中和。已知:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.01kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-24.52kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3=+41.17kJ·mol-1
则反应④2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)的△H4=____ kJ·mol-1。
(2)在一定条件下,向恒容密闭容器中通入一定量的CO2和H2仅发生反应④,下列能说明反应④已达到平衡状态的是____ (填标号)。
(3)温度为T℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入1molCO2和1molH2,仅发生反应③,10min后达到平衡时氢气的体积分数为25%,则0~10min内,v(CO2)=____ mol·L-1·min-1,该反应的平衡常数为____ 。若该反应中v正=k正•c(CO2)•c(H2),v逆=k逆•c(CO)•c(H2O),其中k正、k逆为速率常数,仅与温度有关,当反应过程中CO2的物质的量为0.6mol时,v正∶v逆=____ 。
(4)CO2催化加氢生成乙烯也是CO2的热点研究领域。
2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H<0
a.达到平衡后,欲提高乙烯(C2H4)的产率,并加快反应的速率,可采取的措施是____ (写出其中符合条件的一种)。
b.如图所示,向甲、乙两个密闭容器中分别充入1molCO2和3molH2(其中甲为恒容容器,乙为恒压容器),发生CO2催化加氢生成乙烯的反应,起始温度、体积相同(T1℃、4L密闭容器),达到平衡时,乙容器的容积为2.8L,则平衡时甲容器中CO2的物质的量____ (填“大于”、“小于”或“等于”)0.2mol。
(1)以CO2为原料加氢合成二甲醚(CH3OCH3)、甲醇(CH3OH)有利于实现碳中和。已知:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.01kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-24.52kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3=+41.17kJ·mol-1
则反应④2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)的△H4=
(2)在一定条件下,向恒容密闭容器中通入一定量的CO2和H2仅发生反应④,下列能说明反应④已达到平衡状态的是
A.CO2、H2、CH3OCH3分子数之比为2∶6∶1 |
B.混合气体的平均摩尔质量保持不变 |
C.单位时间内,每断裂2个C=O键,同时形成3个O-H键 |
D.混合气体的密度不再变化 |
(4)CO2催化加氢生成乙烯也是CO2的热点研究领域。
2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H<0
a.达到平衡后,欲提高乙烯(C2H4)的产率,并加快反应的速率,可采取的措施是
b.如图所示,向甲、乙两个密闭容器中分别充入1molCO2和3molH2(其中甲为恒容容器,乙为恒压容器),发生CO2催化加氢生成乙烯的反应,起始温度、体积相同(T1℃、4L密闭容器),达到平衡时,乙容器的容积为2.8L,则平衡时甲容器中CO2的物质的量
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