发展洁净煤技术、利用CO2制备清洁能源等都是实现减碳排放的重要途径。
21.将煤转化成水煤气的反应:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)可有效提高能源利用率,若在上述反应体系中加入催化剂(其他条件保持不变),此反应的△H ________(填“增大”、“减小”或“不变”),判断的理由是________。
22.CO2制备甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,
在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2(g) 和CH3OH(g) 浓度随时间变化如右图所示。
① 该反应化学平衡常数K的表达式是________。
② 0~9min时间内,该反应的平均反应速率ν(H2) =________。
③ 在相同条件下,密闭容器的体积缩小至0.5 L时,此反应达平衡时放出的热量(Q)可能是________(填字母序号)kJ。
a. 0 < Q < 29.5
b. 29.5 < Q < 36.75
c.36.75 < Q < 49
d. 49 < Q < 98
④ 在一定条件下,体系中CO2的平衡转化率(α)与L和X的关系如右图所示,L和X 分别表示温度或压强。
i. X表示的物理量是 。
ii. 判断L1与L2的大小关系,并简述理由: 。
23.利用铜基催化剂光照条件下由CO2和H2O制备CH3OH的装置示意图如下图所示,该装置工作时H+移向 极(填“a”或“b”),阴极的电极反应式是 。
不变 加入催化剂后反应物和生成物的总能量不变
加入催化剂后,不能改变反应物和生成物的总能量,所以△H不变,故答案为不变;
加入催化剂后反应物和生成物的总能量不变。
加入催化剂后,不能改变反应物和生成物的总能量;
1、电极方程式书写。
2、外界条件对平衡的影响。
① K =
② 0.25 mol•L-1•min-1
③ c
④ i.温度 ii.L1>L2 温度一定时,增大压强,CO2平衡转化率增大
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数表达式为K=,故答案为K =;
②由图中可知,△c (CH3OH)=0.75mol/L,则△c (H2)=3△c (CH3OH)=0.75mol/L *3=2.25mol/L,则V(H2)=△c/t=2.25/9=0.25 mol·L-1·min-1,故答案为 0.25 mol·L-1·min-1;
③当体积为1L时,△n(CH3OH)=0.75mol,由 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1可知,此时放出的热量Q为0.75*49=36.75kJ,当体积压缩至0.5L时,增大压强,平衡会向正反应方向移动,物质反应的量会增加,则放出的热量会更多,但由于反应是可逆反应,物质不能完全转化,所以放出的热量值应小于49.0 kJ,所以Q值的范围应是36.75 < Q <
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数表达式为K=
②由图中可知,△c (CH3OH)=0.75mol/L,则△c (H2)=3△c (CH3OH)=0.75mol/L *3=2.25mol/L,则V(H2)=△c/t=2.25/9=0.25 mol·L-1·min-1
③当体积为1L时,△n(CH3OH)=0.75mol,由 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1可知,此时放出的热量Q为0.75*49=36.75kJ,当体积压缩至0.5L时,增大压强,平衡会向正反应方向移动。
④ i、由图可知,随着X的增大,CO2的平衡转化率是减小的;
1、电极方程式书写。
2、外界条件对平衡的影响。
①a
②CO2 + 6H+ + 6e- == CH3OH + H2O
由图可知,装置为电解池,a为阴极,b为阳极,则H+应向阴极a的方向移动,阴极发生的反应为甲醇在酸性条件下得电子生成二氧化碳,电极反应式为CO2 + 6H+ + 6e- == CH3OH + H2O,故答案为① a ② CO2 + 6H+ + 6e- == CH3OH + H2O;
由图可知,装置为电解池,a为阴极,b为阳极
1、电极方程式书写。
2、外界条件对平衡的影响。