為了實現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”的目標(biāo)，將CO2轉(zhuǎn)化成可利用的化學(xué)能源的“負(fù)碳”技術(shù)是世界各國關(guān)注的焦點。?
方法Ⅰ：CO2催化加氫制甲醇。
以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的反應(yīng)如下：
反應(yīng)i：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1
反應(yīng)ii：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH2=+41.0kJ?mol-1
反應(yīng)iii：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）ΔH3=-90.0kJ?mol-1
（1）計算反應(yīng)i的ΔH1=-49kJ?mol-1-49kJ?mol-1。
（2）一定溫度和催化劑條件下，0.73molH2、0.24molCO2和0.03molN2（已知N2不參與反應(yīng)）在總壓強為3.0MPa的密閉容器中進行上述反應(yīng)，平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率、CH3OH和CO的選擇性隨溫度的變化曲線如圖所示。
?
①圖中曲線b表示物質(zhì) CO2CO2的變化（填“CO2”“CH3OH”或“CO”）。
②上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后，下列說法不正確的有 CDCD（填字母）。
A．降低溫度，反應(yīng)i～iii的正、逆反應(yīng)速率都減小
B．向容器中再通入少量N2，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率下降
C．移去部分H2O（g），反應(yīng)iii平衡不移動
D．選擇合適的催化劑能提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率
E．平衡時CH3OH的體積分?jǐn)?shù)一定小于50%
③某溫度下，t1min反應(yīng)到達(dá)平衡，測得容器中CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為12.5%。此時用CH3OH的分壓表示0-t1時間內(nèi)的反應(yīng)速率v（CH3OH）=0.375÷t10.375÷t1MPa?min-1。設(shè)此時n（CO）=amol,計算該溫度下反應(yīng)ii的平衡常數(shù)Kx=a（a+0.1）（0.14-a）（0.43-a）a（a+0.1）（0.14-a）（0.43-a）（用含有a的代數(shù)式表示）。[已知：分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)；對于反應(yīng)mA（g）+nB（g）?pC（g）+qD（g），Kx=xp（C）?xq（D）xm（A）?xn（B），x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。]
方法Ⅱ：CO2電解法制甲醇
利用電解原理，可將CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH，其裝置如圖所示：
（3）雙極膜B側(cè)為 陽離子陽離子（填“陰離子”或“陽離子”）交換膜。
（4）TiO2電極上電極反應(yīng)方程式：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2OCO2+6H++6e-=CH3OH+H2O。
方法Ⅲ：CO2催化加氫制低碳烯烴（2～4個C的烯烴）
某研究小組使用Zn-Ga-O/SAPO-34雙功能催化劑實現(xiàn)了CO2直接合成低碳烯烴，并給出了其可能的反應(yīng)歷程（如圖所示）。H2首先在Zn-Ga-O表面解離成2個H*，隨后參與到CO2的還原過程；SAPO-34則催化生成的甲醇轉(zhuǎn)化為低碳烯烴。
?
注：?表示氧原子空位，*表示吸附在催化劑上的微粒。
（5）理論上，反應(yīng)歷程中消耗的H*與生成的甲醇的物質(zhì)的量之比為 6：16：1。
a
（
a
+
0
.
1
）
（
0
.
14
-
a
）
（
0
.
43
-
a
）
a
（
a
+
0
.
1
）
（
0
.
14
-
a
）
（
0
.
43
-
a
）
x
p
（
C
）
?
x
q
（
D
）
x
m
（
A
）
?
x
n
（
B
）
【答案】-49kJ?mol-1；CO2；CD；0.375÷t1；；陽離子；CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O；6：1
a
（
a
+
0
.
1
）
（
0
.
14
-
a
）
（
0
.
43
-
a
）
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/9/22 1:0:8組卷：64引用：2難度：0.5
相似題
-
1．甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域，三氯氫硅（SiHCl3）是制備甲硅烷的重要原料?；卮鹣铝袉栴}：
（1）工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時伴隨發(fā)生的反應(yīng)有：
Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ/mol
SiHCl3（g）+HCl（g）═SiCl4（g）+H2（g）△H=-31kJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是。
（2）鋁鋰形成化合物L(fēng)iAlH4既是金屬儲氫材料又是有機合成中的常用試劑，遇水能得到無色溶液并劇烈分解釋放出H2，請寫出其水解反應(yīng)化學(xué)方程式。LiAlH4在化學(xué)反應(yīng)中通常作（填“氧化”或“還原”）劑。工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰（LiAlH4）制甲硅烷，反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
（3）三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟，此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑，在不同反應(yīng)溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時，平衡轉(zhuǎn)化率為，該反應(yīng)是反應(yīng)（填“放熱”“吸熱”）。
②323.15K時，要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間，可采取的最佳措施是。
（4）比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐avb （填“＞”“＜”或“=”）。已知反應(yīng)速率v正=k1x2_SiHCl3，
v逆=k2x2_SiH2Cl2xSiCl4，k1、k2分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)，與反應(yīng)溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則在353.15K時=k1k2（保留3位小數(shù)）。
（5）硅元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物是H2SiO3，室溫下，0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液，堿性更強的是，其原因是。
已知：H2SiO3：Ka1=2.0×10-10、Ka2=1.0×10-12，H2CO3：Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：61引用：2難度：0.2 -
2．在催化劑作用下，可逆反應(yīng)2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）在溫度為323K和343K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示（已知：反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正x2SiHCl3-k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。下列說法錯誤的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：40引用：1難度：0.5 -
3．甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域，三氯氫硅（SiHCl3）是制備甲硅烷的重要原料。回答下列問題：
（1）工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時伴隨發(fā)生的反應(yīng)有：
①Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（ g）+2H2（g）△H=-24lkJ/mol
②SiHCl3 （g）+HCl（g）═SiCl4 （g）+H2（g）△H=-3lkJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是。
（2）工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰（LiAlH4）制甲硅烷，反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
（3）三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟，此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑，在不同反應(yīng)溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時，平衡轉(zhuǎn)化率為。該反應(yīng)是反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）。②323.15K時，要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間，可采取的措施有。（答一種即可）
③比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐avb（填“＞”“＜”或“=”）。已知反應(yīng)速率v正=k1x2SiHCl3 v逆=k2xSiH2Cl2 xSiCl4，k1、k2分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)，與反應(yīng)溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則在353.15K時=k1k2（保留3位小數(shù)）。發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：19引用：1難度：0.5
把好題分享給你的好友吧~~