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捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(N...

捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:

反应2NH3(l)H2O(l)CO2(g) 满分5 manfen5.com (NH4)2CO3(aq)ΔH1

反应NH3(l)H2O(l)CO2(g) 满分5 manfen5.comNH4HCO3(aq)ΔH2

反应(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g) 满分5 manfen5.com2NH4HCO3(aq)ΔH3

请回答下列问题:

2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2T3T4T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图1)。则:

ΔH3________0(”)

T1T2T4T5两个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是____________________________________________________________________________

反应在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。

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3)利用反应捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有________________________(写出2)

4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是__________

ANH4Cl  BNa2CO3

CHOCH2CH2OH  DHOCH2CH2NH2

 

(2)①< ②T1~T2区间,化学反应未达到平衡,温度越高,化学反应速率越快,所以CO2被捕获的量随温度升高而提高。T4~T5区间,化学反应已达到平衡,由于正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以不利于CO2捕获 ③ (3)降低温度,增加CO2浓度(或分压) (4)BD 【解析】结合题给图像,用盖斯定律、化学平衡原理作理论指导进行分析、解决相关问题。 (2)①由图1可知,当温度为T3时,可逆反应达到平衡状态,温度升高,CO2的浓度逐渐增大,说明平衡逆向移动,正反应为放热反应,则有ΔH3<0。 ②在T1~T2区间,此时可逆反应未达到平衡,温度升高,化学反应速率加快,平衡正向移动,CO2的捕获量随温度的升高而提高 。在T4~T5区间,此时可逆反应已达到平衡状态,由于该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,CO2的捕获量随温度的升高而降低。 ③t1时刻,温度迅速升高到T2,平衡逆向移动,溶液的pH升高,根据化学平衡移动原理,达到新平衡时,溶液的pH低于开始时的pH。 (3)欲提高CO2的吸收量,应使平衡正向移动,可降低温度或增加CO2的浓度等。 (4)CO2为酸性氧化物,可用碱性溶液(如Na2CO3溶液)或碱性物质(如HOCH2CH2NH2)等来吸收。  
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工业上合成氨的反应:N2(g)3H2(g) 满分5 manfen5.com2NH3(g)ΔH=-92.60 kJ·mol1

1)在绝热、容积固定的密闭容器中发生反应:N2(g)3H2(g) 满分5 manfen5.com2NH3(g),下列说法能说明上述反应向正反应方向进行的是________(填序号)

单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2

单位时间内生成6n mol N—H键的同时生成2n mol H—H

N2H2NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为132

混合气体的平均摩尔质量增大

容器内的气体密度不变

2)已知合成氨反应在某温度下2 L的密闭容器中进行,测得如下数据:

时间(h)

物质的量(mol)

0

1

2

3

4

N2

1.50

n1

1.20

n3

1.00

H2

4.50

4.20

3.60

n4

3.00

NH3

0

0.20

 

1.00

1.00

 

根据表中数据计算:

反应进行到2 h时放出的热量为________ kJ

01 hN2的平均反应速率为________ mol·L1·h1

此温度下该反应的化学平衡常数K________(保留两位小数)

反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2H2NH31.00 mol,化学平衡将向________方向移动(正反应逆反应”)

 

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煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用煤生产水煤气,而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH3OH

1)已知:CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g) ΔH1

2CO(g)O2(g)=2CO2(g) ΔH2

2H2(g)O2(g)=2H2O(g) ΔH3

则反应CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)ΔH______

2)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

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T1T2温度下的平衡常数大小关系是K1________K2(”)

CO合成甲醇时,CO250 300 350 下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如下图所示,则曲线c所表示的温度为________ 。实际生产条件控制在250 1.3×104 kPa左右,选择此压强的理由是____________

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以下有关该反应的说法正确的是________(填序号)

A.恒温、恒容条件下,若容器内的压强不发生变化,则可逆反应达到平衡

B.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时,可逆反应达到平衡

C.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率

D.某温度下,将2 mol CO6 mol H2充入2 L密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)0.2 mol·L1,则CO的转化率为80%

3)一定温度下,向2 L固定体积的密闭容器中加入1 mol CH3OH(g),发生反应:CH3OH(g)CO(g)2H2(g)H2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

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02 min内的平均反应速率v(CH3OH)__________。该温度下,反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K__________。相同温度下,若开始时加入CH3OH(g)的物质的量是原来的2倍,则__________(填序号)是原来的2倍。

A.平衡常数  BCH3OH的平衡浓度

C.达到平衡的时间  D.平衡时气体的密度

 

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某温度时,在密闭容器中,XYZ三种气体浓度的变化如图所示,若其它条件不变,当温度分别为T1T2时,Y的体积分数与时间关系如图所示。则下列结论正确的是(   )

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A.该反应的热化学方程式为X(g)3Y(g) 满分5 manfen5.com2Z(g) ΔH0

B.若其它条件不变,升高温度,正、逆反应速度均增大,X的转化率减小

C.达到平衡后,若其他条件不变,减小容器体积,平衡向逆反应方向移动

D.达到平衡后,若其他条件不变,通入稀有气体,平衡向正反应方向移动

 

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已知反应CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应H2(g)CuO(s) 满分5 manfen5.comCu(s)H2O(g)在相同温度下的平衡常数分别为K1K2,该温度下反应CO(g)H2O(g) 满分5 manfen5.comCO2(g)H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是(   )

A.反应的平衡常数K1满分5 manfen5.com

B.反应的平衡常数KK1/K2

C.对于反应,恒容时,若温度升高,H2的浓度减小,则该反应的焓变为正值

D.对于反应,恒温恒容时,若增大压强,H2的浓度一定减小

 

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如下图所示,隔板固定不动,活塞可自由移动,MN两个容器中均发生反应:A(g)3B(g) 满分5 manfen5.com2C(g) ΔH=-192 kJ·mol1。向MN中,分别通入x mol Ay mol B的混合气体,初始MN容积相同,保持温度不变。下列说法正确的是(   )

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A.若平衡时A气体在两容器中的体积分数相等,则x一定等于y

B.若xy12,则平衡时,M中的转化率:A>B

C.若xy13,当M中放出热量172.8 kJ时,A的转化率为90%

D.若x1.2y1N中达到平衡时体积为2 L,含有C 0.4 mol,再通入0.36 mol A时,v<v

 

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