CO2捕集技術(shù)能有效解決溫室效應(yīng)及能源短缺問題。
(1)CO2催化加氫制CH3OH的反應(yīng)體系中,發(fā)生的反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH1
反應(yīng)Ⅱ:CO(g)+2H2(g) =CH3OH(g)ΔH2
反應(yīng)Ⅲ:CO2(g)+3H2(g) =CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3
將CO2與H2按照一定流速通過催化劑反應(yīng),測得CO2的轉(zhuǎn)化率與產(chǎn)物的選擇性[CH3OH選擇性=n生成(CH3OH)n轉(zhuǎn)化(CO2)×100%]隨溫度變化如圖1所示
①ΔH3=ΔH1+ΔH2ΔH1+ΔH2(用含ΔH1、ΔH2的式子表示)。
②反應(yīng)III的平衡常數(shù)表達(dá)式為 K=c(CH3OH)?c(H2O)c(CO2)?c3(H2)K=c(CH3OH)?c(H2O)c(CO2)?c3(H2)。
③340℃時(shí),原料氣按n(CO2):n(H2)=1:3相同流速通過催化劑反應(yīng),出口處測得氣體中n(CO2):n(CH3OH):n(CO)=45:1:445:1:4。
(2)電催化還原CO2生成含碳產(chǎn)物(如CO、CH3OH等)原理如圖2所示
①若陰極產(chǎn)物為CH3OH,則該電極反應(yīng)式為 CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2OCO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O。
②若用Ag負(fù)載在TiO2載體上制得Ag/TiO2催化劑,作為電極可促進(jìn)CO2還原為CO,其機(jī)理如圖3所示。上述機(jī)理中CO2還原為CO的過程可表述為 CO2吸附在催化劑表面形成CO2(吸附),獲得電子生成?CO2-,?CO2-在Ag表面結(jié)合H2O形成CO(吸附)和OH-,CO(吸附)解附形成游離COCO2吸附在催化劑表面形成CO2(吸附),獲得電子生成?CO2-,?CO2-在Ag表面結(jié)合H2O形成CO(吸附)和OH-,CO(吸附)解附形成游離CO。
n
生成
(
C
H
3
OH
)
n
轉(zhuǎn)化
(
C
O
2
)
c
(
C
H
3
OH
)
?
c
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
?
c
3
(
H
2
)
c
(
C
H
3
OH
)
?
c
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
?
c
3
(
H
2
)
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;原電池與電解池的綜合.
【答案】ΔH1+ΔH2;K=;45:1:4;CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O;CO2吸附在催化劑表面形成CO2(吸附),獲得電子生成?CO2-,?CO2-在Ag表面結(jié)合H2O形成CO(吸附)和OH-,CO(吸附)解附形成游離CO
c
(
C
H
3
OH
)
?
c
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
?
c
3
(
H
2
)
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:18引用:1難度:0.6
相似題
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1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
(1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí),向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60引用:6難度:0.6 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時(shí)A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3