解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷357
航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理，可实现空间站中O2的循环利用。
sabatior反应：CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)
水电解反应：2H2O(l)2H2(g) + O2(g)
(1)将原料气按nCO2∶nH2=1:4置于密闭容器中发生Sabatier反应，测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
①已知H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别为A kJ/mol、BkJ/mol， H2O(l)=H2O(g) △H =C kJ／mol。计算Sabatier反应的△H=___ kJ/mol。
②温度过高或过低均不利于该反应的进行，原因是________ 。
③200℃达到平衡时体系的总压强为p，该反应平衡常数Kp的计算式为________ 。(不必化简。用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)
(2)Sabatier反应在空间站运行时，下列措施能提高CO2转化效率的是______ (填标号)。
A.适当减压 B.增大催化剂的比表面积
C.反应器前段加热，后段冷却 D.提高原料气中CO2所占比例
E.合理控制反应器中气体的流速
(3) 一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反应。
在250℃，向体积为2L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.08molH2和0.04molCO2发生Bosch 反应CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g) △ H
①若反应起始和平衡时温度相同(均为250℃)，测得反应过程中压强(P)随时间(t)的变化如图I 曲线a所示，则△H___ 0(填“>”“<”或“不确定”) ；若其它条件相同，仅改变某一条件时，测得其压强(P)随时间(t)的变化如图I 曲线b所示，则改变的条件是______________ 。
②图II是甲、乙两同学描绘上述反应平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系，其中正确的曲线是____________ (填“甲”或“乙”)：m值为____________ 。
③Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是__________________ 。
sabatior反应：CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)水电解反应：2H2O(l)
2H2(g) + O2(g)(1)将原料气按nCO2∶nH2=1:4置于密闭容器中发生Sabatier反应，测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
①已知H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别为A kJ/mol、BkJ/mol， H2O(l)=H2O(g) △H =C kJ／mol。计算Sabatier反应的△H=
②温度过高或过低均不利于该反应的进行，原因是
③200℃达到平衡时体系的总压强为p，该反应平衡常数Kp的计算式为
(2)Sabatier反应在空间站运行时，下列措施能提高CO2转化效率的是
A.适当减压 B.增大催化剂的比表面积
C.反应器前段加热，后段冷却 D.提高原料气中CO2所占比例
E.合理控制反应器中气体的流速
(3) 一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+2H2(g)
C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反应。在250℃，向体积为2L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.08molH2和0.04molCO2发生Bosch 反应CO2(g)+2H2(g)
C(s)+2H2O(g) △ H①若反应起始和平衡时温度相同(均为250℃)，测得反应过程中压强(P)随时间(t)的变化如图I 曲线a所示，则△H
②图II是甲、乙两同学描绘上述反应平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系，其中正确的曲线是
③Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是
2017·河北衡水·二模
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作为进驻中国空间站“天宫”的第二批航天员，翟志刚、王亚平、叶光富将展开为期6个月的太空工作生活，创造中国航天员太空驻留时长的新纪录。对他们呼吸产生的
可用下列反应处理，实现空间站中
的循环利用。
Sabatier反应：
水电解反应：
(1)将原料气按
置于恒容密闭容器中发生Sabatier反应，测得
的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
①Sabatier反应在空间站运行时，下列措施能提高
转化率的是___________ (填字母)。
A．适当减压 B．反应器前段加热，后段冷却
C．合理控制反应器中气体的流速 D．提高原料气中所占比例
②高于
的物质的量分数随温度升高而降低的原因是___________ 。
(2)一种新的循环利用方案是用Bosch反应：
代替Sabatier反应。
Ⅰ.在
，向体积为
且带气压计的恒容密闭容器中通入
和
发生Bosch反应。
①若反应起始和平衡时温度相同(均为)，测得反应过程中压强
随时间
的变化如图曲线a所示，则
___________ 0(填“＞”、“＜”或“不确定”)；若其它条件相同，仅改变某一条件时，测得其压强随时间的变化如图曲线b所示，则改变的条件是___________ 。
②下图是甲、乙两同学描绘上述反应平衡常数的对数值
与温度的变化关系，其中正确的曲线是___________ (填“甲”或“乙”)，m值为___________ 。
③Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是___________ 。
Ⅱ．
时，向体积为的恒容密闭容器中通入
和
发生Bosch反应。若反应起始和平衡时温度相同(均为)，测得反应过程中压强随时间的变化如表所示：
Bosch反应的速率方程：
，(k是速率常数，只与温度有关)。
时
___________ 
(填“＞”、“＜”或“=”，下同)；升高温度，
增大的倍数___________ 
增大的倍数。
可用下列反应处理，实现空间站中的循环利用。Sabatier反应：
水电解反应：
(1)将原料气按
置于恒容密闭容器中发生Sabatier反应，测得的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。①Sabatier反应在空间站运行时，下列措施能提高
转化率的是A．适当减压 B．反应器前段加热，后段冷却
C．合理控制反应器中气体的流速 D．提高原料气中
所占比例②高于
的物质的量分数随温度升高而降低的原因是(2)一种新的循环利用方案是用Bosch反应：
代替Sabatier反应。Ⅰ.在
，向体积为且带气压计的恒容密闭容器中通入和发生Bosch反应。①若反应起始和平衡时温度相同(均为
)，测得反应过程中压强随时间的变化如图曲线a所示，则②下图是甲、乙两同学描绘上述反应平衡常数的对数值
与温度的变化关系，其中正确的曲线是③Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是
Ⅱ．
时，向体积为的恒容密闭容器中通入和发生Bosch反应。若反应起始和平衡时温度相同(均为)，测得反应过程中压强随时间的变化如表所示：时间/ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| 压强/p | 6.00 | 5.60 | 5.30 | 5.15 | 5.06 | 5.00 | 5.00 |
Bosch反应的速率方程：
，(k是速率常数，只与温度有关)。时(填“＞”、“＜”或“=”，下同)；升高温度，增大的倍数增大的倍数。 
反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) 水电解反应： 2H2O(l)
2H2(g)+O2(g)
随温度升高而
，该反应平衡常数 
的计算式为
、
，
。(生成焓指一定条件下由对应单质生成 
化合物时的反应热) CO2是一种常见的温室气体，现已开发多种科学利用方法，变废为宝。
(1)Sabatier法处理：CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)，现将原料气按一定投料比加入恒容密闭容器中发生Sabatier反应，测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
下列措施能提高CO2转化率的是_______ (填标号)。
A.适当减压 B.增大催化剂的比表面积 C.反应器前段加热，后段冷却 D.提高原料气中CO2所占比例 E.合理控制反应器中气体的流速
(2)①Bosch法处理：CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g) ∆H。已知：CO2(g)和H2O(g)的生成焓为：-394kJ/mol，-242kJ/mol。则∆H=_______ kJ/mol。(生成焓是一定条件下，由其对应最稳定单质生成1mol化合物时的反应热。)若要此反应自发进行 _______ 。(填“高温”或“低温”)更有利。
②Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是_______ 。
③350℃时，向体积为2L的恒容密闭容器中通入8molH2和4molCO2发生以上反应，若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃)，测得反应过程中压强随时间的变化如表所示：
350℃时Bosch反应的Kp=_______ (Kp为用气体的分压表示的平衡常数，分压=气体的体积分数×体系总压)。
④
反应的速率方程：
，
(k是速率常数，只与温度有关)。
时，
_______ 
(填“
”“
”或“
”)
(1)Sabatier法处理：CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)，现将原料气按一定投料比加入恒容密闭容器中发生Sabatier反应，测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。下列措施能提高CO2转化率的是
A.适当减压 B.增大催化剂的比表面积 C.反应器前段加热，后段冷却 D.提高原料气中CO2所占比例 E.合理控制反应器中气体的流速
(2)①Bosch法处理：CO2(g)+2H2(g)
C(s)+2H2O(g) ∆H。已知：CO2(g)和H2O(g)的生成焓为：-394kJ/mol，-242kJ/mol。则∆H=②Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是
③350℃时，向体积为2L的恒容密闭容器中通入8molH2和4molCO2发生以上反应，若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃)，测得反应过程中压强随时间的变化如表所示：
| 时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| 压强/p(MPa) | 6.00 | 5.60 | 5.30 | 5.15 | 5.06 | 5.00 | 5.00 |
④
反应的速率方程：，(k是速率常数，只与温度有关)。时，(填“”“”或“”) 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
