二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)是我国能源领域的一个重要战略方向,CCUS或许发展成一项重要的新兴产业。
(1)已知:CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1= a kJ•mol-1
CO(g) + H2O (g)=CO2(g) + H2(g) ΔH2= b kJ•mol-1
2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH3 = c kJ•mol-1
反应CO2(g) + CH4(g) = 2CO(g) + 2H2(g) 的ΔH= kJ•mol-1。
(2)利用废气中的CO2为原料制取甲醇,反应方程式为:CO2+3H2 CH3OH+H2O其他条件相同,该甲醇合成反应在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反应相同时间后,CO2的转化率随反应温度的变化如图1所示。
①a点所代表的状态________(填“是”或“不是”)平衡状态。
②c点CO2的转化率高于b点,原因是_____________________________________。
(3)在实际生产中发现,随着甲醇的生成,还伴随有少量CO副产物出现:,且CO2的转化率、甲醇的产率和CO含量除受浓度、度、压强等因素影响外,还受催化剂CuO的质量分数、气体混合物在反应锅炉内的流动速率影响(用空间流率表示)。通过实验分别得到如下数据图2、3:
①由图2得,最佳空间流率为 h-1;
②在其他条件不变的前提下调整催化剂配比,并记录到达平衡所需的时间,得到如下表数据,试说明不选择单组份ZnO原因是 。
(4)用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃,起始时以0.1MPa,n(H2):n(CO2)=3:1的投料比充入反应器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)△H,不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图4所示:
①该进行的反应的△S 0(填:“>”或“<”)
②对于气体反应,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= 。
③为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是 (列举2项)。
1gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出49.8kJ热量,则2molC2H2完全燃烧放出的热量为 kJ;写出C2H2燃烧的热化学方程式: 。
为达到下表中的实验目的,请选择合适的试剂及实验方法,将其标号填入对应的空格。
实验目的 |
试剂及方法 |
证明地瓜中有淀粉 |
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除去CO2中混有的少量CO |
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检验FeCl2溶液是否变质 |
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除去Na2CO3固体中NaHCO3 |
供选择的化学试剂及实验方法
A.加热 B.滴加碘水
C.加入KSCN溶液 D.通过灼热的CuO
简要回答下列问题。
(1)鉴别胶体与溶液的最简便方法是 。
(2)常温下,浓硝酸可以用铁质容器密封盛放的原因是 。
(3)3月22日是“世界水日”,水是生命之源,没有水就没有生命。请你提出一种有利于保护水资源的措施: 。
某化学兴趣小组对坚铝(主要成分是Al、Mg、Cu等)进行如下图所示的实验。
(1)(I)和(II)步骤中分离溶液和沉淀的操作名称是 ;
(2)固体A中主要含有 ;固体B是 (填化学式);
(3)滤液Y中的阴离子除OH—、Cl—外,还有 ;
(4)写出(IV)步骤反应的化学方程式: 。
完成下列各题。
(1)写出木炭与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式: 。
(2)乙醇(C2H5OH)是一种优良燃料,写出它在空气中完全燃烧的化学方程式: 。