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  • 工业燃烧化石燃料释放出大量氮氧化物\(\rm{(NO_{x})}\)、\(\rm{CO_{2}}\)、\(\rm{SO_{2}}\)等气体,严重污染空气。\(\rm{CO_{2}}\)的综合利用是当前的重要课题之一,以它为原料可以合成多种有机物。

    \(\rm{(1)}\)合成甲醇。向\(\rm{2L}\)密闭容器中加入\(\rm{2mol CO_{2}}\)、\(\rm{6mol H_{2}}\),在适当的催化剂作用下,发生反应:\(\rm{CO_{2}(g)+3H_{2}(g) \overset{}{⇌} CH_{3}OH(l)+H_{2}O(l)}\) \(\rm{Δ}\)\(\rm{H}\)\(\rm{ < 0}\)

    \(\rm{①}\)该反应自发进行的条件是              \(\rm{(}\)填“低温”、“高温”或“任意温度”\(\rm{)}\)

    \(\rm{②}\)下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是          。\(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)

    \(\rm{a}\)、混合气体的平均相对分子质量保持不变 

    \(\rm{b}\)、\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)的体积分数保持不变

    \(\rm{c}\)、\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)的转化率相等 

    \(\rm{d}\)、混合气体的密度保持不变 

    \(\rm{e}\)、\(\rm{1mol CO_{2}}\)生成的同时有\(\rm{3mol H-H}\)键断裂

    \(\rm{(2)}\)合成乙烯。适当条件下,\(\rm{CO_{2}}\)合成乙烯的反应为:

    \(\rm{2CO_{2}(g)+6H_{2}(g) \overset{}{⇌} CH_{2}=CH_{2}(g)+4H_{2}O(g)}\),\(\rm{Δ}\)\(\rm{H}\)\(\rm{=}\)\(\rm{Q}\)\(\rm{kJ/mol}\)

    \(\rm{①}\)几种物质的能量\(\rm{(}\)在标准状况下,规定单质的能量为\(\rm{0}\),测得其他物质在生成时所放出或吸收的热量\(\rm{)}\)如下表所示,则\(\rm{Q}\)\(\rm{=}\)        


    \(\rm{②}\)一定条件下,按不同的投料比\(\rm{X}\)\(\rm{[}\)\(\rm{X}\)\(\rm{=}\)\(\rm{n}\)\(\rm{(H_{2})/}\)\(\rm{n}\)\(\rm{(CO_{2})]}\)向某容积可变的恒压密闭容器中充入\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\),测得不同投料比时\(\rm{CO_{2}}\)的平衡转化率和温度的关系如图所示:

    \(\rm{a}\)、\(\rm{X_{1}}\)     \(\rm{X_{2}(}\)填“\(\rm{ > }\)”或“\(\rm{ < }\)”\(\rm{)}\);

    \(\rm{b}\)、图中\(\rm{A}\)、\(\rm{B}\)、\(\rm{C}\)三点对应的平衡常数\(\rm{K}\)\(\rm{{\,\!}_{A}}\)、\(\rm{K}\)\(\rm{{\,\!}_{B}}\)、\(\rm{K}\)\(\rm{{\,\!}_{C}}\)的大小关系为        

    \(\rm{c}\)、在\(\rm{T}\)\(\rm{K}\)时,在该容积可变的恒压密闭容器中发生上述反应,测得有关数据如下表所示:

    已知在\(\rm{10min}\)时只改变了一个反应条件,则改变的条件可能是         

    \(\rm{d}\)、在\(\rm{2L}\)恒容密闭容器中充入\(\rm{2molCO_{2}}\)和\(\rm{n}\)\(\rm{mol}\) \(\rm{H_{2}}\),在一定条件下发生\(\rm{(2)}\)中的反应,若\(\rm{CO_{2}}\)的转化率与温度、投料比\(\rm{X}\)\(\rm{[}\)\(\rm{X}\)\(\rm{=}\)\(\rm{n}\)\(\rm{(H_{2})/}\)\(\rm{n}\)\(\rm{(CO_{2})]}\)的关系如图所示,\(\rm{B}\)点的\(\rm{X}\)\(\rm{=3}\),且从反应开始到\(\rm{B}\)点需要\(\rm{10min}\),则\(\rm{v}\)\(\rm{(H_{2})=}\)         

    \(\rm{(3)}\)据文献报道,\(\rm{CO_{2}}\)可以在碱性水溶液中电解生成甲烷。生成甲烷的电极反应式为                                 

    【考点】化学反应转化率,化学平衡状态的判断,化学反应速率的概念,熵变,化学平衡常数,反应热和焓变,化学平衡的影响因素,电极反应和电池反应方程式
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    难度:中等
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