【題目】氫能是一種高效清潔、極具發(fā)展?jié)摿Φ哪茉。利用生物質(zhì)發(fā)酵得到的乙醇制取氫氣,具有良好的應(yīng)用前景。

已知下列反應(yīng):

(1)反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)隨溫度變化曲線(xiàn)如圖所示。則△H1________△H2(填“>”、“<”或“=”);△H3=________(用△H1、△H2表示)。

(2)向2L密閉容器中充入H2和CO2共6mol,改變氫碳比[n(H2)/n(CO2)]在不同溫度下發(fā)生反應(yīng)III達(dá)到平衡狀態(tài),測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。分析表中數(shù)據(jù)回答下列問(wèn)題:

①溫度升高,K值________(填“增大”、“減小”、或“不變”)。

②提高氫碳比,K值________ (填“增大”“減小”或“不變”),對(duì)生成乙醇________ (填“有利”或“不利”)

③在700K、氫碳比為1.5,若5min反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),則0~5min用H2表示的速率為________。

(3)反應(yīng)III在經(jīng)CO2飽和處理的KHCO3電解液中,電解活化CO2制備乙醇的原理如圖所示。

①陰極的電極反應(yīng)式為________________

②從電解后溶液中分離出乙醇的操作方法為________________。

(4)在一定條件下發(fā)生反應(yīng)Ⅳ,測(cè)得不同溫度對(duì)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率及催化劑的效率影響如圖所示,下列有關(guān)說(shuō)法正確的為________ (填序號(hào))

①不同條件下反應(yīng),N點(diǎn)的速率最大

②M點(diǎn)平衡常數(shù)比N點(diǎn)平衡常數(shù)大

③溫度低于250℃時(shí),隨溫度升高乙烯的產(chǎn)率增大

④實(shí)際反應(yīng)應(yīng)盡可能在較低的溫度下進(jìn)行,以提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率

【答案】 > -(2△H2 + △H1) 減小 不變 有利 0.144mol·L-1·min-1 14CO2 + 12e- + 9H2O = CH3CH2OH + 12HCO3- 蒸餾

【解析】(1)由K-T圖可知,溫度升高,反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)增大,說(shuō)明升高溫度,平衡向正向移動(dòng),因此反應(yīng)Ⅰ為正向吸熱的反應(yīng),即△H1>0,同理反應(yīng)Ⅱ平衡常數(shù)減小,說(shuō)明升溫平衡逆向移動(dòng),為放熱反應(yīng),△H2<0,故△H1>△H2。根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)Ⅲ等于反應(yīng)Ⅰ的逆反應(yīng)加上反應(yīng)Ⅱ的逆反應(yīng)的2倍,故得出△H3=-(2△H2 + △H1)。

(2)①由表中數(shù)據(jù)可知,n(H2)/n(CO2)一定情況下,溫度越高,CO2轉(zhuǎn)化率越低,說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以平衡常數(shù)k減。还蚀鸢笧椋簻p。虎谄胶獬(shù)只與溫度有關(guān),提高氫碳比[n(H2)/n(CO2)],但溫度不變,所以平衡常數(shù)K值將不變,但是增加氫氣的量有利于平衡正向移動(dòng),有利于生成乙醇,故答案為:不變;有利;

(3)①陰極得電子,發(fā)生還原反應(yīng),元素化合價(jià)降低,CO2中碳元素為+4價(jià),乙醇中碳元素平均化合價(jià)為-2價(jià),為了維持電荷守恒,生成物還有HCO3-,HCO3-中的氫元素可從H2O中獲得,則陰極的電極反應(yīng)式為:14CO2 + 12e- + 9H2O = CH3CH2OH + 12HCO3-;②與水溶液相比,乙醇易揮發(fā),沸點(diǎn)較低,可采用蒸餾的方法從電解液中分離出乙醇。

(4)①化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快,催化劑的催化效率降低,所以v(M)有可能小于v(N),故①不正確;②升高溫度二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率減低,則升溫平衡逆向移動(dòng),所以M化學(xué)平衡常數(shù)大于N,故②正確;③溫度低于250℃時(shí),隨溫度升高平衡逆向進(jìn)行乙烯的產(chǎn)率減小,故③不正確;④為提高CO2的轉(zhuǎn)化率,平衡正向進(jìn)行,反應(yīng)是放熱反應(yīng),低的溫度下進(jìn)行反應(yīng),平衡正向進(jìn)行,但催化劑的活性、反應(yīng)速率減小,故④不正確;故答案為:②

練習(xí)冊(cè)系列答案
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2選擇性催化還原法SCR脫硝”。在催化劑的作用下,選取還原劑將煙氣中的NO進(jìn)行無(wú)害化處理。NH3還原NO的化學(xué)方程式是______。

3)以NaClO溶液作為吸收劑進(jìn)行一體化脫硫、脫硝”。控制溶液的pH5.5,將煙氣中的SO2、NO轉(zhuǎn)化為SO42NO3均為放熱反應(yīng)。

①在如圖中畫(huà)出“放熱反應(yīng)”的反應(yīng)過(guò)程中的能量變化示意圖。

②NaClO溶液吸收煙氣中SO2的離子方程式是______。

③一定時(shí)間內(nèi),溫度對(duì)硫、硝脫除率的影響曲線(xiàn)如圖SO2的脫除率高于NO,可能的原因是______寫(xiě)出1種即可)。

④煙氣中SO2NO的體積比為4∶150℃時(shí)的脫除率見(jiàn)圖2,則此吸收液中煙氣轉(zhuǎn)化生成的NO3Cl的物質(zhì)的量之比為______

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【題目】用NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是

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B. 常溫下,28g乙烯和丙烯的混合物中總原子數(shù)為6NA個(gè)

C. 密閉容器中2 molNO與1molO2充分反應(yīng),產(chǎn)物的分子數(shù)為2NA

D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L二氯甲烷(CH2Cl2)所含的分子數(shù)為0.5NA

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