解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷63
温室气体和对环境危害大,在工业生产中尽量将它们转化为可用的原材料。
Ⅰ. 工业上利用和催化重整制取和CO,主要反应为
反应①: CH4(g)+ CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g)
过程中还发生三个副反应:
反应②:H2(g)+ CO2(g) CO(g) + H2O (g)
反应③:2 CO(g) CO2 (g) + C (s)
反应④:CH4(g) 2 H2 (g) + C (s)
将与(体积比为1∶1)的混合气体以一定流速通过催化剂,产物中与CO的物质的量之比、的转化率与温度的关系如图所示:(1)_______ 。
(2)500℃时,比较小,此时发生的副反应以_______ (选填②、③、④中一种)为主。升高温度,产物中与CO的物质的量之比增大的原因是_______ 。
Ⅱ. 温室气体CH4可以和H2S在一定条件下发生反应:CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。在一密闭容器中,起始时向该容器中充入H2S和CH4且n(H2S)∶n(CH4)=2∶1.0.1 MPa时,温度变化对平衡时产物的物质的量分数的影响如图所示:(3)M点,H2S的平衡转化率为_______ 。
(4)N点对应温度下,该反应的KP =_______ (MPa)2 (保留两位有效数字)
Ⅲ.用光电化学法将还原为有机物实现碳资源的再生利用,其装置如左图所示,其他条件一定时,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示:,其中,,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
(5)当电解电压为u1 V时,阴极生成HCHO的电极反应式为_______ 。
(6)当电解电压为u2 V时,电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为3:2,则生成HCHO的法拉第效率m为_______ 。
Ⅰ. 工业上利用和催化重整制取和CO,主要反应为
反应①: CH4(g)+ CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g)
过程中还发生三个副反应:
反应②:H2(g)+ CO2(g) CO(g) + H2O (g)
反应③:2 CO(g) CO2 (g) + C (s)
反应④:CH4(g) 2 H2 (g) + C (s)
将与(体积比为1∶1)的混合气体以一定流速通过催化剂,产物中与CO的物质的量之比、的转化率与温度的关系如图所示:(1)
(2)500℃时,比较小,此时发生的副反应以
Ⅱ. 温室气体CH4可以和H2S在一定条件下发生反应:CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。在一密闭容器中,起始时向该容器中充入H2S和CH4且n(H2S)∶n(CH4)=2∶1.0.1 MPa时,温度变化对平衡时产物的物质的量分数的影响如图所示:(3)M点,H2S的平衡转化率为
(4)N点对应温度下,该反应的KP =
Ⅲ.用光电化学法将还原为有机物实现碳资源的再生利用,其装置如左图所示,其他条件一定时,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示:,其中,,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
(5)当电解电压为u1 V时,阴极生成HCHO的电极反应式为
(6)当电解电压为u2 V时,电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为3:2,则生成HCHO的法拉第效率m为
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I.近年来,碳中和、碳达峰成为热点。以(22为原料生产甲醇是一种有效利用二氧化碳的途径。涉及的反应有
I. CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ∆H1<0
Ⅱ. CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H2<0
Ⅲ. CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ∆H3>0
(1)关于反应I,下列描述正确的是_______(填字母序号)。
(2)若某反应的平衡常数表达式为根据反应Ⅰ-Ⅲ,请写出此反应的热化学方程式:_______ 。
(3)工业中,对于反应I,通常同时存在副反应IV在一定条件下,在合成塔中充入一定量2和2。不同压强时,2的平衡转化率如图a所示。当气体总压强恒定为1MPa时,平衡时各物质的物质的量分数如图b所示。
①图a中,相同温度下,压强越大,2的平衡转化率越大,其原因是_______ 。
②由图b可知,△H4_______ 0(填“>”、“<”或“=”)。
(4)在一定条件下(温度为往恒容密闭容器中充入2和2,发生反应I,初始压强为P₀,5min达到平衡,压强为(则2的平衡转化率为_______ 。
II.近年,科学家发现,可用光电化学法将(2还原为有机物实现碳资源的再生利用,其装置如左图所示,其他条件一定时,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示:
其中,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
(5)当电解电压为ulV时,阴极生成HCHO的电极反应式为_______ 。
(6)当电解电压为u2V时,电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为3:2,则图中生成HCHO的法拉第效率为_______ 。
I. CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ∆H1<0
Ⅱ. CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H2<0
Ⅲ. CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ∆H3>0
(1)关于反应I,下列描述正确的是_______(填字母序号)。
A.恒容下达平衡状态时,再充入少量氦气,正逆反应速率不变 |
B.当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时,反应达平衡状态 |
C.当反应达平衡状态时, |
D.恒温下缩小容器体积,反应物的活化分子百分数增大 |
(2)若某反应的平衡常数表达式为根据反应Ⅰ-Ⅲ,请写出此反应的热化学方程式:
(3)工业中,对于反应I,通常同时存在副反应IV在一定条件下,在合成塔中充入一定量2和2。不同压强时,2的平衡转化率如图a所示。当气体总压强恒定为1MPa时,平衡时各物质的物质的量分数如图b所示。
①图a中,相同温度下,压强越大,2的平衡转化率越大,其原因是
②由图b可知,△H4
(4)在一定条件下(温度为往恒容密闭容器中充入2和2,发生反应I,初始压强为P₀,5min达到平衡,压强为(则2的平衡转化率为
II.近年,科学家发现,可用光电化学法将(2还原为有机物实现碳资源的再生利用,其装置如左图所示,其他条件一定时,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示:
其中,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
(5)当电解电压为ulV时,阴极生成HCHO的电极反应式为
(6)当电解电压为u2V时,电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为3:2,则图中生成HCHO的法拉第效率为
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