落實(shí)“雙碳”目標(biāo),碳資源的綜合利用成為重中之重。
Ⅰ.甲醇不僅是重要的化工原料,還是性能優(yōu)良的車用燃料。CO2和H2在Cu/ZnO催化作用下可以合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0,此反應(yīng)分兩步進(jìn)行:
反應(yīng)i:Cu/ZnO(s)+H2(g)═Cu/Zn(s)+H2O(g) ΔH>0
反應(yīng)ii:Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g)Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g) ΔH<0。
(1)反應(yīng)ii的化學(xué)反應(yīng)方程式為 Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g)Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g)。
(2)在絕熱恒容的密閉容器中,將CO2和H2按物質(zhì)的量之比1:3投料發(fā)生該反應(yīng),下列不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡的是 ACAC(填字母標(biāo)號(hào))。
A.CO2和H2的轉(zhuǎn)化率相等
B.體系的溫度保持不變
C.單位時(shí)間體系內(nèi)減少3molH2的同時(shí)有1molH2O增加
D.合成CH3OH的反應(yīng)限度達(dá)到最大
(3)研究表明,用可控Cu/Cu2O界面材料也可催化CO2還原合成甲醇。將6.0molCO2和8.0molH2充入體積為3L的恒溫密閉容器中發(fā)生此反應(yīng)。測(cè)得起始?jí)簭?qiáng)為35MPa,H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖中實(shí)線所示。
①圖1中與實(shí)線相比,虛線改變的條件可能是 升高溫度升高溫度。
②該反應(yīng)在0~4min內(nèi)(實(shí)線)H2O的平均反應(yīng)速率為 0.16mol?L-1?min-10.16mol?L-1?min-1(保留2位有效數(shù)字)。
③該條件下(實(shí)線)的Kp為 0.020.02MPa-2。
④Cu2O的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。白球代表的是 O2-O2-(填“Cu+”或“O2-”);a,b的坐標(biāo)參數(shù)依次為(0,0,0)、(12,12,12),則d的坐標(biāo)參數(shù)為 (34,34,14)(34,34,14)。
Ⅱ.在催化劑作用下,用CO脫除NO的反應(yīng)為:2CO(g)+2NO(g)?2CO2(g)+N2(g)。
(4)已知Archenius經(jīng)驗(yàn)公式為Rlnk=-Ea/T+C(Ea為活化能,k為速率常數(shù),R和C為常數(shù)),為探究m,n兩種催化劑的催化效率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究,獲得如圖3曲線。從圖中信息獲知催化劑的催化效率m <<n(填“>”“=”或“<”),其理由是 線n較m平緩,Ea小,反應(yīng)速率快,催化效率高的是n線n較m平緩,Ea小,反應(yīng)速率快,催化效率高的是n。
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【答案】Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g);Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g);AC;升高溫度;0.16mol?L-1?min-1;0.02;O2-;(,,);<;線n較m平緩,Ea小,反應(yīng)速率快,催化效率高的是n
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【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:2024/4/20 14:35:0組卷:16引用:1難度:0.7
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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=
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
(3)在800℃時(shí),=n(CO2)n(C2H6),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=13
(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正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時(shí)═k逆k正
(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
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( )
發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7 -
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=×100%制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說(shuō)法不正確的是( )發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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