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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷164
我国提出争取在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,这对于改变环境、实现绿色发展至关重要。因此,研发CO2利用技术、降低空气中CO2含量成为化学科学家研究的热点。回答下列问题:
(1)利用工业废气中的CO2可制取甲醇,其反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。为探究用CO2生产燃料CH3OH的反应原理,现进行如下实验:在T℃时,向2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,进行上述反应,10min时反应达到平衡,0~10min内,H2的反应速率为0.09mol•L-1•min-1。该温度下的平衡常数K=______(保留三位有效数字)。
(2)电化学法将CO2转化为甲酸。科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。如图1所示,电极分别为金属铈和选择性催化材料,放电时,CO2被转化为储氢物质甲酸。注:双极隔膜为一层阳离子交换膜和一层阴离子交换膜复合而成,中间为水,作为电解质溶液中H+和OH-的来源。

①放电时,正极电极反应式为______
②与Zn极室相连的离子交换膜为______
(3)热化学法将CO2转化为甲醇。CO2催化加氢主要反应有:
反应I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.4kJ•mol-1
反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ•mol-1
压强分别为p1、p2时,将=1:3的混合气体置于密闭容器中反应,不同温度下平衡时体系中CO2转化率和CH3OH(或CO)选择性如图2所示。

已知:CH3OH(或CO)的选择性=×100%
①曲线①代表的是______的选择性曲线(填“CH3OH”或“CO”)。
②p1______p2(选填“=”、“>”或“<”)。
③温度高于250℃,曲线②或曲线③上升的原因是______
23-24高二上·福建三明·阶段练习
知识点:化学反应速率计算化学平衡的移动及其影响因素化学平衡常数的有关计算原电池电极反应式书写 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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I.的资源化利用是实现碳中和的重要途径。电化学法将转化为甲酸科学家近年发明了一种新型水介质电池。如图所示,电极分别为金属锌和选择性催化材料,放电时,被转化为储氢物质甲酸。

注:双极隔膜为一层阳离子交换膜和一层阴离子交换膜复合而成,中间为水,作为电解质溶液中的来源。
(1)放电时,正极电极反应式为_______
(2)充电时每生成,理论上阴极获的物质的量为_______
(3)与极室相连的为_______离子交换膜 (填“阴”或“阳”)。
Ⅱ.甲醇气相脱水制甲醚的反应可表示为
请回答下列问题:
(4)一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量的发生上述反应,能判断反应达到化学平衡状态的是_______。
A.的浓度比保持不变
B.
C.容器内压强不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
(5)时,向恒容密闭容器中充入一定量的发生上述反应,测得的浓度随时间(t)的变化如下表:
0123456
1.000.650.500.360.270.200.20
内,用表示该反应的平均速率为_______
的平衡转化率为_______
时,向该容器中投入三种成分的浓度如下:
物质
0.540.680.68
该时刻,正、逆反应速率的大小关系为_____(填“>”“<”或“=”)。
(6)已知:甲醚在一定条件下可分解为,甲醚分解率、甲醇脱水制甲醚产率随温度变化关系如图所示试解释之后甲醇脱水制甲醚产率降低的原因为_______

我国提出争取在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。因此,研发CO2利用技术、降低空气中CO2含量成为化学科学家研究的热点。回答下列问题:
(1)已知:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1=+247kJ•mol-1
CH4(g)+H2O(l)CO(g)+3H2(g) H2=+206kJ•mol-1
则CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l) H=____kJ•mol-1
(2)利用工业废气中的CO2可制取甲醇,其反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H<0。为探究用CO2生产燃料CH3OH的反应原理,现进行如下实验:在T℃时,向2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,进行上述反应,10min时反应达到平衡,0~10min内,H2的反应速率为0.09mol•L-1•min-1
①反应达到平衡时,CO2的转化率为_____,该温度下的平衡常数K=_____(保留三位有效数字)。
②下列说法能说明反应达到平衡状态的是_____(填标号)。
A.v(H2)= 3v(CH3OH)
B.CO2的体积分数不再发生变化
C.容器内气体的密度不再发生变化
D.断裂2molC=O键的同时断裂3molH-O键
(3)利用钌(Ru)基催化剂将CO2转化为有机原料HCOOH的反应机理如图1所示。

①已知在整个反应过程中,反应II为决速步骤,比较反应I和II的活化能大小:I_____(填“<”或“>”)II。
②该反应的总化学方程式为_____
(4)科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图2。已知“重整系统”发生的反应中=6,则FexOy(y<8)的化学式为_____

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