“碳中和”是指企業(yè)、團(tuán)體或個人測算在一定時間內(nèi)，直接或間接產(chǎn)生的 溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的 二氧化碳排放，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的“零排放”。簡單地說，也就是讓二氧化碳排放量“收支相抵”。中國政府在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出：“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！崩肅O2合成二甲醚在近年來深受人們的關(guān)注，可以很大程度地幫助實(shí)現(xiàn)“碳中和”，其合成過程由兩種工藝組成。
工藝1：先在設(shè)備一加氫合成甲醇，涉及以下主要反應(yīng)：
Ⅰ.甲醇的合成：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）
Ⅱ.逆水汽變換：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）
再通過設(shè)備二由甲醇脫水合成二甲醚。
Ⅲ.甲醇脫水：2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）
工藝2：在雙功能催化劑作用下，由CO2加氫直接得到二甲醚。
已知：相關(guān)物質(zhì)變化的變示意圖如圖：
（1）請寫出工藝2中CO2直接加氫合成CH3OCH3（g）（反應(yīng)Ⅳ）的熱化學(xué)方程式為 2CO2（g）+6H2（g）?CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-123.1kJ/mol2CO2（g）+6H2（g）?CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-123.1kJ/mol。
（2）①工藝1需先在設(shè)備一先合成甲醇。在不同壓強(qiáng)下，按照n（CO2）：n（H2）=1：3投料合成甲醇，實(shí)驗(yàn)測定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。
下列說法正確的是 ABCABC。
A．圖甲縱坐標(biāo)表示CH3OH的平衡產(chǎn)率
B．p1＞p2＞p3
C．為了同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率，應(yīng)選擇低溫、高壓的反應(yīng)條件
D．一定溫度、壓強(qiáng)下，尋找活性更高的催化劑，是提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率的主要研究方向
②解釋圖乙不同壓強(qiáng)下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率在550℃后趨于相等的原因 低溫階段升高溫度時，以反應(yīng)Ⅰ為主，反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡逆向移動，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率下降，升高到一定溫度后，以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?，即主要發(fā)生逆水汽變換反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ前后氣體的物質(zhì)的量相等，壓強(qiáng)對平衡無影響低溫階段升高溫度時，以反應(yīng)Ⅰ為主，反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡逆向移動，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率下降，升高到一定溫度后，以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?，即主要發(fā)生逆水汽變換反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ前后氣體的物質(zhì)的量相等，壓強(qiáng)對平衡無影響。
（3）假定工藝2在一定溫度下，控制恒容0.6 L的剛性容器中進(jìn)行，不考慮反應(yīng)Ⅱ的逆水汽變換及其他副反應(yīng)，將1molCO2與3molH2與雙能催化劑充分接觸反應(yīng)，測定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，CH3OCH3選擇性為50%，求此溫度下反應(yīng)Ⅳ的平衡常數(shù)K=12591259。（CH3OCH3選擇性=2×CH3OCH3的物質(zhì)的量參加反應(yīng)的CO2物質(zhì)的量×100%）
（4）若CO2和H2僅發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ，研究表明：在其他條件相同的情況下，用新型催化劑可以顯著提高甲醇的選擇性，使用該催化劑，按n（CO2）：n（H2）=1：3 （總量為amol）投料于恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和甲醇的選擇率（甲醇的選擇率：轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）隨溫度的變化趨勢如圖所示：（忽略溫度對催化劑的影響）
①根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，溫度選擇 553553K，達(dá)到平衡時，反應(yīng)體系內(nèi)甲醇的產(chǎn)量最高。
②隨著溫度的升高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增加但甲醇的選擇率降低，請分析其原因：當(dāng)溫度升高時反應(yīng)②平衡逆向移動，而反應(yīng)③平衡正向移動且幅度更大，所以CO2的轉(zhuǎn)化率增加，但甲醇的選擇性卻降低當(dāng)溫度升高時反應(yīng)②平衡逆向移動，而反應(yīng)③平衡正向移動且幅度更大，所以CO2的轉(zhuǎn)化率增加，但甲醇的選擇性卻降低。
125
9
125
9
2
×
C
H
3
OC
H
3
的物質(zhì)的量
參加反應(yīng)的
C
O
2
物質(zhì)的量
【考點(diǎn)】熱化學(xué)方程式；化學(xué)平衡的影響因素．
【答案】2CO2（g）+6H2（g）?CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-123.1kJ/mol；ABC；低溫階段升高溫度時，以反應(yīng)Ⅰ為主，反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡逆向移動，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率下降，升高到一定溫度后，以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?，即主要發(fā)生逆水汽變換反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ前后氣體的物質(zhì)的量相等，壓強(qiáng)對平衡無影響；；553；當(dāng)溫度升高時反應(yīng)②平衡逆向移動，而反應(yīng)③平衡正向移動且幅度更大，所以CO2的轉(zhuǎn)化率增加，但甲醇的選擇性卻降低
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【解答】
【點(diǎn)評】
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（1）圖1的四個過程中能量轉(zhuǎn)化形式有
A．2種 B.3種 C.4種 D.4種以上
（2）電解過程要消耗大量的電能，而使用微生物作催化劑在陽光下也能分解水．
2H2O（1）2H2（g）+O2（g）△H 1 2H2O（1）通電2H2（g）+O2（g）△H2光照催化劑
以上反應(yīng)的△H1△H2（選填“＜”、“＞”或“=”）
（3）已知H2O（l）→H2O（g）△H=+44kJ．mol-1，依據(jù)圖2能量變化寫出氫氣燃燒生產(chǎn)液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
（4）氫能利用需要選擇合適的儲氫材料．
①NaBH4是一種重要的儲氫載體，能與水反應(yīng)生成NaBO2，且反應(yīng)前后B的化合價不變，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
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③一定條件下，如圖3所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲氫，使C7H8轉(zhuǎn)化為C7H14，則電解過程中產(chǎn)生的氣體X 為，電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)式為．發(fā)布：2024/12/17 8:0:2組卷：38引用：1難度：0.5 -
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