试题详情
解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷63
温室气体对环境危害大,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)     
(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_______
2024·宁夏银川·三模
知识点:盖斯定律与热化学方程式化学平衡常数的有关计算转化率的相关计算及判断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!
类题推荐
将CO、CO2转化为甲烷、甲醇、甲酸等有机物是实现“碳中和”重要途径。
Ⅰ.工业上利用H2与CO反应制甲烷,存在如下反应:
反应i:CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)     ∆H1=-206.2kJ/mol
反应ii:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)     ∆H2=-41.2kJ/mol
反应iii:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)     ∆H3
回答下列问题:
(1)∆H3=___________kJ/mol。
(2)一定温度下,在固定容积的容器中通入H2、CO发生上述反应,平衡时CO和H2的转化率及CH4和CO2的产率随变化的情况如图所示,其中曲线b表示CO的转化率。

①B点通过改变温度达到A点,则B点时的操作是___________(填“升温”或“降温”)。
②图中表示H2转化率曲线是___________(填标号)。
Ⅱ.用光电化学法将CO2还原为有机物实现碳资源的再生利用。电解装置和其他条件一定时,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随电解电压的变化如下图所示。

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。
(3)电解时,阴极生成HCOOH的电极反应式为___________。通过电解制备HCHO应选择电压为___________V(填U1或U2)。
(4)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.则生成HCOOH的法拉第效率m为___________
Ⅲ.工业上用CO2和H2催化合成甲醇存在如下反应:
主反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)     ∆H<0
副反应:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)     ∆H>0
(5)某温度下,在装有催化剂的密闭容器中投入1mol CO2和3mol H2,发生上述反应。达平衡时容器中CH3OH的物质的量为0.6mol,CO的物质的量为0.1mol。则此条件下副反应的平衡常数K=___________。(保留两位小数)
(6)已知CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)     ∆H<0,v=k·c(CO2)·c3(H2),v=k·c(CH3OH)·c(H2)(k、k分别为正、逆向反应速率常数)。该反应的随温度变化的曲线如图所示,则___________表示随温度变化的曲线,理由是___________

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)。
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22。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22,发生反应I,初始压强为P₀,5min达到平衡,压强为(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_______

组卷网是一个信息分享及获取的平台,不能确保所有知识产权权属清晰,如您发现相关试题侵犯您的合法权益,请联系组卷网