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為加快實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),CO2的資源化利用成為了科研的熱門(mén)選題:
(1)工業(yè)上利用CO2和H2為原料,在催化劑Cu/ZnO的作用下合成甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49kJ?mol-1。
①該反應(yīng)在
低溫
低溫
(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)下,易自發(fā)進(jìn)行。
②該反應(yīng)分兩步進(jìn)行:
第一步.Cu/ZnO*+H2=Cu/Zn*+H2O  ΔH>0
第二步.Cu/Zn*+2H2+CO2=Cu/ZnO*+CH3OH
已知第二步反應(yīng)幾乎不影響總反應(yīng)達(dá)到平衡所用的時(shí)間,由此推知以下能正確表示反應(yīng)過(guò)程中能量變化的示意圖為
b
b
(填序號(hào))。
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(2)Sabatier反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)CO2甲烷化:反應(yīng)1為CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165kJ?mol-1,該反應(yīng)發(fā)生的同時(shí)還伴隨著副反應(yīng);反應(yīng)2為CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH=+41kJ?mol-1,將5molCO2和20molH2通入某恒壓密閉容器中將CO2甲烷化,平衡時(shí)體系中各含碳元素物質(zhì)的物質(zhì)的量n(X)與溫度T的關(guān)系如圖所示:
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①曲線Y代表的物質(zhì)是
CO
CO
(填化學(xué)式),曲線Z所代表的物質(zhì)在1100K以上物質(zhì)的量減小的原因是
反應(yīng)1平衡左移使n(CO2)增多的程度小于反應(yīng)2平衡右移使n(CO2)減小的程度
反應(yīng)1平衡左移使n(CO2)增多的程度小于反應(yīng)2平衡右移使n(CO2)減小的程度
。
②800K時(shí),若經(jīng)過(guò)10min達(dá)到平衡,則該條件下0~10min內(nèi)H2O的平均生成速率v(H2O)=
0.78
0.78
mol?min-1。
③當(dāng)反應(yīng)1和反應(yīng)2均達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),若維持溫度不變,向容器內(nèi)通入惰性氣體He,則反應(yīng)2平衡
正向移動(dòng)
正向移動(dòng)
(填“正向移動(dòng)”“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)。
④800K時(shí),若平衡時(shí)容器內(nèi)總壓為p,則反應(yīng)2的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=
0.34
0.34
(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)在酸性水溶液中,CO2通過(guò)電催化法可生成C2H5OH,c-NC、i-NC是兩種電極催化劑,轉(zhuǎn)化原理如圖所示:
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①c-NC上的電極反應(yīng)式為
2CO2+12e-+12H+═C2H5OH+3H2O
2CO2+12e-+12H+═C2H5OH+3H2O

②當(dāng)兩個(gè)電極上轉(zhuǎn)移相同數(shù)目的電子時(shí),c-NC電極和i-NC電極上得到的C2H5OH的物質(zhì)的量之比為5:4,則i-NC電極上產(chǎn)生的C2H5OH和CO的物質(zhì)的量之比為
2:3
2:3
。

【答案】低溫;b;CO;反應(yīng)1平衡左移使n(CO2)增多的程度小于反應(yīng)2平衡右移使n(CO2)減小的程度;0.78;正向移動(dòng);0.34;2CO2+12e-+12H+═C2H5OH+3H2O;2:3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:23引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
    Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
    Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
    (1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
    i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
    ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
    ①ΔH1=
     
    kJ?mol-1
    ②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對(duì)反應(yīng)I速率影響更大,其原因是
     
    。
    (2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對(duì)相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
     

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    (3)在800℃時(shí),
    n
    C
    O
    2
    n
    C
    2
    H
    6
    =
    1
    3
    ,充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應(yīng),初始?jí)簭?qiáng)為P,一段時(shí)間達(dá)到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。計(jì)算結(jié)果用最簡(jiǎn)分式表示)。
    (4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時(shí),向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中CH4的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)?c2(H2),k、k為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時(shí)
    k
    k
     
    (用含有m的代數(shù)式表示)。
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    (5)我國(guó)科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4
    ①M(fèi)是電源的
     
    極。
    ②陽(yáng)極電極反應(yīng)式是
     

    發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6
  • 2.一定條件下,可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計(jì)算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計(jì)算平衡常數(shù)更方便.下列說(shuō)法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)化學(xué)方程式如下:
    Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
    Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
    現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應(yīng),相同時(shí)間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
    已知:有效轉(zhuǎn)化率=
    制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量
    原料總的轉(zhuǎn)化量
    ×100%
    下列說(shuō)法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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