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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
C
H
3
OH
n
轉(zhuǎn)化
C
O
2
×100%]隨溫度變化如圖1所示

①ΔH3=
ΔH1+ΔH2
ΔH1+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
C
H
3
OH
?
c
H
2
O
c
C
O
2
?
c
3
H
2
K=
c
C
H
3
OH
?
c
H
2
O
c
C
O
2
?
c
3
H
2

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)=
45:1:4
45:1:4
。
(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+H2O
CO2+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CO
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

【答案】ΔH1+ΔH2;K=
c
C
H
3
OH
?
c
H
2
O
c
C
O
2
?
c
3
H
2
;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
【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
  • 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=
     
    kJ?mol-1。
    (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
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (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
     
    (填“>”或“<”)0,此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2。
    ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號)。
    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
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     
    。

    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)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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