(14分)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(I,II,III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图所示。
(1)在0-30小时内,CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ和vⅢ从大到小的顺序为________ ;
反应开始后的12小时内,在第________种催化剂的作用下,收集的CH4最多。
(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),该反应的ΔH=+206 kJ•mol-1将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器,某温度下反应达到平衡,平衡常数K=27,此时测得CO的物质的量为0.10mol,求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)
(3)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802kJ•mol-1
写出由CO2生成CO的热化学方程式________
高二化学填空题简单题
(12分)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(I,II,III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图所示。
(1)在0-15小时内,CH4的平均生成速率 vⅠ、vⅡ和v Ⅲ 从大到小的顺序为________;
反应开始后的30小时内,在第 ________种催化剂的作用下,收集的CH4最多。
(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),该反应的△H=+206 kJ•mol-1
①在答题卡的坐标图中,画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注)
②将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器,某温度下反应达到平衡,平衡常数K=27,此时测得CO的物质的量为0.10mol,求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。
(3)已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H= -890kJ·mol-1,现有甲烷和一氧化碳的混合气体共0.75mol,完全燃烧后生成气态二氧化碳和18g液态水,并放出515kJ热量,请写出一氧化碳燃烧的热化学方程式__________________________。
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(14分)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(I,II,III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图所示。
(1)在0-30小时内,CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ和vⅢ从大到小的顺序为________ ;
反应开始后的12小时内,在第________种催化剂的作用下,收集的CH4最多。
(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),该反应的ΔH=+206 kJ•mol-1将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器,某温度下反应达到平衡,平衡常数K=27,此时测得CO的物质的量为0.10mol,求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)
(3)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802kJ•mol-1
写出由CO2生成CO的热化学方程式________
高二化学填空题简单题查看答案及解析
(1)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(I,II,III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图:
①在0-30小时内,CH4的平均生成速率VⅠ、VⅡ和VⅢ从大到小的顺序为 ;反应开始后的12小时内,在第 种催化剂的作用下,收集的CH4最多。
②将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),该反应的△H=+206 kJ•mol-1(吸热反应)
能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是( )
A.升高体系温度 B.适当提高压强 C.及时分离出气体H2 D.选择高效的催化剂
(2)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2, 化学方程式如下:2NO(g) +2CO(g)2CO2(g) +N2(g) ΔH<0(放热反应)
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO) (mol/L) | 1.00×10-3 | 4.50×10-4 | 2.50×10-4 | 1.50×10-4 | 1.00×10-4 | 1.00×10-4 |
c(CO) (mol/L) | 3.60×10-3 | 3.05×10-3 | 2.85×10-3 | 2.75×10-3 | 2.70×10-3 | 2.70×10-3 |
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
①前2s内的平均反应速率υ(N2)= ,CO的平衡转化率为____________。 (结果均保留两位有效数字)
②写出该反应的平衡常数K的表达式________________。
③假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是 。
A.选用更有效的催化剂 B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积
高二化学填空题极难题查看答案及解析
紫外光照射时,在不同催化剂作用下,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2,CH4产量随光照时间的变化见图1。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2。下列有关说法中正确的是( )
A. 由图1知,在0~15 h内,CH4的平均生成速率从大到小的顺序:Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ
B. 由图1知,在0~35 h内,CH4的平均生成速率从大到小的顺序:Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ
C. 由图2知,250 ℃时催化剂的活性最高
D. 由图2知,乙酸的生成最佳温度范围: 400 ℃以上
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关于原电池的叙述正确的是( )
A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同金属
B.在理论上可将该反应:CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+H2O(l) ΔH<0,设计成原电池
C.在铅、银和盐酸构成的原电池工作时,铅板上有5.175 g铅溶解,正极上就有1 120 mL(标准状况)气体析出
D.原电池工作时,正极和负极上发生的都是氧化还原反应
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科学家正在研究温室气体CH4、CO2的转化和利用。
(1)在Ni基催化剂的作用下,CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。
①基态Ni外围价电子中有_________对成对电子。
②CH4、CO2、H2分子中有孤对电子的是_________.
(2)一定条件下,CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体,其相关参数如下表。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。
参数 分子 | 分子直径/mm | 分子与H2O的结合能(E) |
CH4 | 0.436 | 16.40 |
CO2 | 0.512 | y |
①CO2水合物分子间存在的两种作用力是___________.
②为开采深海海底的“可燃冰”,科学家已经证明可用CO2置换CH4。已知上图中笼状结构的空腔直径为xnm,根据上述图表,从物质的结构与性质的角度分析:x_____0.512;y_______16.40。(填“>”“<"或“=”)
③写出CH4的一种等电子体: __________;SiO2与CO2是否互为等电子体?_________(填“是”或“不是”),理由是________.
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将CO2转化为 CH4,既可以减少温室气体的排放,又能得到清洁能源。已知:CO2(g)+2H2O(g)CH4(g)+2O2(g) ΔH= +802 kJ·mol-1
右图为在恒温、光照和不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ)作用下,
体积为1 L的密闭容器中n (CH4)随光照时间的变化曲线。
下列说法正确的是
A.0~16h内,v(H2O)Ⅰ=1.5mol/(L·h)
B.0~25h内,催化剂Ⅰ的催化效果比催化剂Ⅱ的效果好
C.在两种不同催化剂下,该反应的平衡常数不相等
D.反应开始后的15h内,第Ⅰ种催化剂的作用下,得到的CH4最多
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CO2和甲烷催化合成CO和H2是CO2资源化利用的有效途径。主要反应如下:
Ⅰ:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ/mol
(1)已知CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) △H=+206 kJ/mol
写出CH4和水蒸气反应生成CO2的热化学方程式:___。
(2)在恒温、恒容的密闭容器中发生反应Ⅰ,下列选项能够说明反应Ⅰ达到平衡状态的是___。
A.混合气体的密度不变
B.混合气体的总压强不变
C.CH4、CO2、CO、H2的物质的量之比为1:1:2:2
D.2v正(H2)=v逆(CH4)
E.混合气体的平均相对分子质量不变
(3)催化合成的温度通常维持在550﹣750℃之间,从反应速率角度分析其主要原因可能是___。
(4)将CH4与CO2各1mol充入某密闭容器中,发生反应Ⅰ。100kPa时,反应Ⅰ到达平衡时CO2的体积分数与温度的关系曲线如图所示。
①图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡CO2的体积分数,则___点对应的平衡常数最小,判断依据是___;___点对应的压强最大。
②300℃、100kPa下,该容器中反应Ⅰ经过40min达到平衡,计算反应在0﹣40 min内的平均反应速率为v(CO2)=___mol/min(用分数表示)。
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最近科学家利用下列装置图成功地实现了CO2和H2O合成CH4。下列叙述错误的是( )
A. 电池工作时,实现了将太阳能转化为电能
B. 铜电极为正极,电极反应式为CO2+4e-+8H+=CH4+2H2O
C. 电池内 H+ 透过质子交换膜从左向右移动
D. 为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量稀硫酸
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CO2和甲烷催化合成CO和H2是CO2资源化利用的有效途径。主要反应为
Ⅰ:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ/mol
(1)已知CH4(g)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+206kJ/mol
写出CH4和水蒸气反应生成CO2的热化学方程式_______________________________。
(2)在恒温、恒容的密闭容器中发生反应I,下列选项能够说明反应I达到平衡状态的是______。
A.混合气体的密度不变
B.混合气体的总压强不变
C.CH4、CO2、CO、H2的物质的量之比为1:1:2:2
D.3v正(H2)=v逆(CH4)
E.混合气体的平均相对分子质量不变
(3)将CH4与CO2各1mol充入某密闭容器中,发生反应I。100kPa时,反应I到达平衡时CO2的体积分数与温度的关系曲线如图所示。
①图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡时CO2的体积分数,则______点对应的平衡常数最小,判断依据是______________________________;________点对应的压强最大。
②300℃,100kPa下,该容器中反应I经过40min达到平衡,计算反应在0-40min内的平均反应速率为v(CO2)=_________mol/min(结果保留两位有效数字)
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