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  • 1. (2021·成都模拟) CH4和CO2一样是主要的温室气体,且性质稳定,但CH4的温室效应约为相同质量CO2的120倍,在1000℃以上CH4会完全分解为炭黑。研究如何转化CO2和CH4对减少温室气体的排放,改善大气环境具有重要的意义。

    1. (1) 573K时,CO2能与H2在催化剂下转化生成CH3OH。已知:

      ⅰ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol-1

      ⅱ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH=-90.4kJ·mol-1

      请写出CO2与H2反应生成CH3OH(g)的热化学方程式

    2. (2) 用Ni作催化剂,在一定的温度和压强下,CO2与CH4发生反应:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)ΔH=+274.3kJ·mol-1

      下列反应条件有利于提高CH4平衡转化率的是      (填正确答案标号)。

      A . 适当升高温度 B . 降温同时加压 C . 增大CO2的量 D . 选择更合适的催化剂
    3. (3) 某化学实验小组将1molCH4与1molCO2充入1L的恒容密闭容器中,使其发生反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g),测得CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的关系如图所示。

      ①1200K之前CO2的平衡转化率大于CH4可能的原因是

      ②923K时,该反应在10min达到平衡,则0~10min内CH4的平均反应速率为 mol·L-1·min-1

    4. (4) 2014年我国科学家成功实现甲烷在无氧条件下选择活化,一步高效生产乙烯、芳烃和氢气等高值化学品。某化学研究室将2molCH4充入1L的密闭容器中,在单中心铁的催化作用下,CH4主要转化为C2H4 , 同时还有C6H6(g)、H2生成,反应达到平衡时测得n(C2H4)=0.6mol、C6H6(g)=0.05mol,则反应2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g)的平衡常数K=(计算结果保留一位小数)。
    5. (5) 利用电化学装置可实现将CH4和CO2两种分子转化为常见化工原料,其原理如图所示:

      ①多孔电极a为(填“阴极”或“阳极”)。

      ②若生成的C2H6和C2H4的体积比为1:1,则多孔电极b发生的反应为

      ③当生成C2H6和C2H4各0.1mol时,转化的CH4和CO2的总体积在标准状况下是L。

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