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“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。 (1)已知:①CO(g)+H2O(g)H2(...
题目内容:
“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
(1)已知:①CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1
②C(s)+2H2(g) CH4(g) ΔH=-73 kJ·mol-1
③2CO(g) C(s)+CO2(g) ΔH=-171 kJ·mol-1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式:____
(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,在容积为2 L密闭容器中,充入1 mol CO2和3.25 mol H2在一定条件下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示:
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=________。
②下列措施一定不能使CO2的平衡转化率增大的是________。
A 在原容器中再充入1 mol CO2
B 在原容器中再充入1 mol H2
C 在原容器中充入1 mol氦气
D 使用更有效的催化剂
E 缩小容器的容积
F 将水蒸气从体系中分离
(3)煤化工通常研究不同条件下CO转化率以解决实际问题。已知在催化剂存在条件下反应:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)中CO的平衡转化率随p(H2O)/p(CO)及温度变化关系如图所示:
①上述反应的正反应方向是________反应(填“吸热”或“放热”);
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),则该反应的Kp=_____(填表达式,不必代数计算);如果提高p(H2O)/p(CO),则Kp_______(填“变大”“变小”或“不变”)。使用铁镁催化剂的实际工业流程中,一般采用400 ℃左右、p(H2O)/p(CO)=3~5,采用此条件的原因可能是_______
(4)科学家用氮化镓材料与铜组装成如图所示的人工光合系统,利用该装置实现了用CO2和H2O合成CH4。下列关于该电池的叙述错误的是________。
A.该装置能量转化形式仅存在将太阳能转化为电能
B.铜电极为正极,电极反应式为CO2+8e-+8H+===CH4+2H2O
C.电池内部H+透过质子交换膜从左向右移动
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