8.二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质.高效利用能源,能够减少二氧化碳的排放.
I.在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中,通入2mol CO2和3mol H2,发生的反应为CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ•mol-1(a>0),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.
①不能说明该反应已达平衡状态的是D.(填编号)
A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1.2mol H2,同时消耗0.4mol H2O
D.反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1,且保持不变
②从0min到10min,v(H2)=0.075 mol•L-1•min-1
③下列措施中不能使$\frac{n(C{H}_{3}OH)}{n(C{O}_{2})}$增大的是C(填编号).
A.降低温度                       B.将H2O(g)从体系中分离
C.恒温恒容下充入He(g)            D.恒温恒容再充入2mol CO2和3mol H2
④计算该温度下此反应的平衡常数K=0.20 L2/mol2_(保留两位有效数字).
II.为进一步探究CO2与NaCN溶液反应的产物,查得数据如下:
化学式电离平衡常数(25℃)
HCNK=4.9×10-10
H2CO3K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11
①25℃时,测得HCN和NaCN的混合溶液的pH=11,则c(HCN)/c(CN-)=$\frac{1}{49}$(可用分数表示).
②向NaCN溶液中通入少量CO2,则发生反应的离子方程式为:CN-+CO2+H2O=HCN+HCO3-
III.(1)有一种利用CO2生产甲醇燃料的方法:
已知:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)△H=-a kJ•mol-1
CH3OH(g)═CH3OH(l)△H=-b kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-c kJ•mol-1
则表示CH3OH(l) 燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+3/2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-($\frac{3}{2}$c-a-b) kJ•mol-1
(2)某甲醇燃料电池原理如图2所示.
①M区发生反应的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
②用上述电池做电源,用图3装置电解饱和食盐水(电极均为惰性电极),假设溶液体积为300mL(体积变化忽略),当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),理论上消耗甲醇的质量为0.16g.
4.大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,为减少其排放,需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用.
(1)CO2与NH3反应可合成化肥尿素[化学式为CO(NH22],反应2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(l)+H2O(g) 在合成塔中进行.图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按
不同氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料时二氧化碳转化率的情况.
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值范围分别为0.6~0.7、1~1.1和1.5~1.61,则生产中应选用水碳比的数值范围为0.6~0.7.
②请推测生产中氨碳比控制在4.0左右还是控制在4.5左右比较适宜,并简述你的理由4.0比较适宜,氨碳比在4.5时,NH3的量增大较多,而CO2的转化率增加不大,提高了生产成本.

(2)CO2与H2也可用于合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g).在体积可变的恒压密闭容器中,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图2所示.
①该反应的化学平衡常数的表达式为K=$\frac{c(CH{\;}_{3}OH)c(H{\;}_{2}O)}{c(CO{\;}_{2})c(H{\;}_{2}){\;}^{3}}$.
②该反应的△S<0,△H<0(填“>”或“<”).
③700K投料比[n(H2):n(CO2)]=2时,H2的平衡转化率为45%.
(3)固体氧化物电解池(SOEC)用于高温电解CO2/H2O,既可高效制备合成气(CO+H2),又可实现CO2的减排,其工作原理如图3.

①在c极上反应分两步进行:首先水电解产生氢气,然后氢气与CO2反应产生CO.
写出电极c上发生的电极反应式:H2O+2e-=H2+O2-
②若电解得到的1:1的合成气(CO+H2),则通入的CO2和H2O物质的量比值为1:2.
(4)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸.在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图4.如何解释图4中250-400℃时温度升高与乙酸的生成速率变化的关系?在250-300℃过程中,催化剂是影响速率的主要因素,因此催化效率的降低,导致反应速率也降低;而在300-400℃时,催化效率低且变化程度较小,但反应速率增加较明显,因此该过程中温度是影响速率的主要因素,温度越高,反应速率越大.
 0  163516  163524  163530  163534  163540  163542  163546  163552  163554  163560  163566  163570  163572  163576  163582  163584  163590  163594  163596  163600  163602  163606  163608  163610  163611  163612  163614  163615  163616  163618  163620  163624  163626  163630  163632  163636  163642  163644  163650  163654  163656  163660  163666  163672  163674  163680  163684  163686  163692  163696  163702  163710  203614 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网