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解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷204
为代表的温室气体大量排放易导致极端天气的出现,减少碳排放,推进碳中和,提升的综合利用技术,降低空气中的含量显得刻不容缓。目前的综合利用技术常用的有如下三种:
一、光催化技术
(1)中国广州分析测试中心研究团队在温和条件下用合成,方程式为:   
已知生成乙醛的净反应速率为(分别表示正、逆反应速率常数)。若在某一温度下,则此温度下,上述反应的平衡常数__________
二、电化学技术
(2)研究证明也可在熔融碳酸钠中通过电解生成,收集可进行其他有机类合成,化废为宝。则生成的电极反应式是____________________
三、化学催化技术
恒温、体积不变的密闭容器中,加入一定量的,在催化剂下同时发生反应Ⅰ、Ⅱ。
反应Ⅰ      
反应Ⅱ      
回答下列问题:
(3)下列说法不正确的是__________。
A.反应Ⅰ的活化能大于反应ⅡB.容器内压强不变时可以判断反应达到平衡
C.该温度下,反应Ⅱ的大于零D.使用性能更佳的催化剂可以提高平衡转化率
(4)其他条件相同,仅改变容器体积,实验测得的平衡产率随着压强的增加而减少,可能原因是________________
(5)在一定条件下,选择合适的催化剂只进行反应Ⅱ,调整初始投料比,测得在一定投料比和一定温度下,的平衡转化率如图所示(各点对应的反应温度可能相同,也可能不同)。
①C、D二点对应的反应温度的关系是__________
②A、B两点的起始浓度相同,请分别在如图定性画出CO浓度随时间的变化关系,请在曲线上标明_______
   
22-23高二下·浙江·阶段练习
知识点:化学反应原理综合考查化学平衡的移动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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我国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标,“碳中和”对我国意味着:一是能源转型首当其冲:二是通过工艺改造、节能等措施减少二氧化碳的排放在能源的产生、转换、消费过程。
I.减少二氧化碳排放的方法之一是将CO2催化还原,比如:
反应1:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H1=-53.7kJ•mol-1
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2
都是目前处理CO2的重要方法。回答下列问题:
(1)反应1在_____的条件下能自发发生,该反应的活化能Ea(正)_____Ea(逆)(填“大于”或“小于”)。
(2)已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1和-285.8kJ•mol-1
②H2O(l)=H2O(g) H3=44.0kJ•mol-1,则H2=_____kJ•mol-1
(3)恒温恒容的密闭容器中,投入物质的量之比为1∶3的CO2和H2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H1=-53.7kJ•mol-1达到平衡,下列有关叙述正确的是_____
A.升高温度,逆反应速率增加,平衡常数减小
B.再加入一定量的CO2和H2,CO2和H2的转化率不可能同时都增大
C.加入合适的催化剂可以提高CO2的平衡转化率
D.其他条件不变,改为恒温恒压,可以提高平衡时CH3OH的百分含量
(4)一定条件下,在1L密闭容器中加入2molCO2和2molH2只发生反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),如图是随着反应的进行,CO2的浓度随时间改变的变化图。若在t1时刻再加入1molCO2,t2时刻到达新的平衡。请你画出t1~t3内时刻CO2的物质的量浓度随时间改变的变化图_____

(5)II.减少二氧化碳排放的方法之二是使用合适催化剂可由CO2和CH4可转化为CH3COOH,但反应中催化剂活性会因积碳反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)而降低,同时存在的消碳反应CO2(s)+C(s)=2CO(g)则使积碳量减少。在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程:v=k•p(CH4)•[p(CO2)]-0.5 (k为速率常数)。在p(CH4)一定时,pa(CO2)>pb(CO2)>pc(CO2),如图可以表示不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势的是_____(填序号)。
A.B.
C.D.
(6)III.减少二氧化碳排放的方法之三是使用电化学方法转化CO2,研究证明:CO2也可在熔融碳酸钠中通过电解生成CO,收集CO进行其他有机类合成。则生成CO的反应发生在_____极,该电极反应式是____
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) >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)   = +41.2kJ·mol-1
反应②:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)   
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)   =-204.9kJ·mol-1则反应②的= ___________
(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

(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___________

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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