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CO2和CO可作為工業(yè)合成甲醇(CH3OH)的直接碳源,還可利用CO2據(jù)電化學(xué)原理制備塑料,既減少工業(yè)生產(chǎn)對(duì)乙烯的依賴,又達(dá)到減少CO2排放的目的。
(1)利用CO2和H2反應(yīng)合成甲醇的原理為:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)。
上述反應(yīng)常用CuO和ZnO的混合物作催化劑。相同的溫度和時(shí)間段內(nèi),催化劑中CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)CO2的轉(zhuǎn)化率和CH3OH的產(chǎn)率影響的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:
ω(CuO)/% 10 20 30 4b 50 60 70 80 90
CH3OH的產(chǎn)率 25% 30% 35% 45% 50% 65% 55% 53% 50%
CO2的轉(zhuǎn)化率 10% 13% 15% 20% 35% 45% 40% 35% 30%
由表可知,CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
60%
60%
催化效果最佳。
(2)利用CO和H2在一定條件下可合成甲醇,發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),其兩種反應(yīng)過(guò)程中能量的變化曲線如下圖a、b所示,下列說(shuō)法正確的是
ACE
ACE


A.上述反應(yīng)的△H=-91kJ?mol-1
B.a(chǎn)反應(yīng)正反應(yīng)的活化能為510kJ?mol-1
C.b過(guò)程中第Ⅰ階段為吸熱反應(yīng),第Ⅱ階段為放熱反應(yīng)
D.b過(guò)程使用催化劑后降低了反應(yīng)的活化能和△H
E.b過(guò)程的反應(yīng)速率:第Ⅱ階段>第Ⅰ階段
(3)①在1L的恒定密閉容器中按物質(zhì)的量之比1:2充入CO和H2,測(cè)得平衡混合物中CH3OH的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強(qiáng)下隨溫度的變化情況如圖1所示,則壓強(qiáng)P2
P1(填“>”、“<”或“=”);平衡由A點(diǎn)移至C點(diǎn)、D點(diǎn)移至B點(diǎn),分別可采取的具體措施為
保持壓強(qiáng)為p2,將溫度由250℃升高到300℃
保持壓強(qiáng)為p2,將溫度由250℃升高到300℃
、
保持溫度為300℃,將壓強(qiáng)由p3增大到p1
保持溫度為300℃,將壓強(qiáng)由p3增大到p1
;在c點(diǎn)時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為
75%
75%
。
②甲和乙兩個(gè)恒容密閉容器的體積相同,向甲中加入1mol CO和2mol H2,向乙中加入2mol CO和4mol H2,測(cè)得不同溫度下CO的平衡轉(zhuǎn)化率如圖2所示,則L、M兩點(diǎn)容器內(nèi)壓強(qiáng):P(M)
2P(L);平衡常數(shù):K(M)
K(L)。(填“>”、“<”或“=”)

(4)以納米二氧化鈦膜為工作電極,稀硫酸為電解質(zhì)溶液,在一定條件下通入CO2進(jìn)行電解,在陰極可制得低密度聚乙烯(簡(jiǎn)稱LDPE)。
①電解時(shí),陰極的電極反應(yīng)式是
2n CO2+12nH++12n e-+4n H2O
2n CO2+12nH++12n e-+4n H2O

②工業(yè)上生產(chǎn)1.4×102kg的LDPE,理論上需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下
2.24×105
2.24×105
L的CO2

【答案】60%;ACE;<;保持壓強(qiáng)為p2,將溫度由250℃升高到300℃;保持溫度為300℃,將壓強(qiáng)由p3增大到p1;75%;>;<;2n CO2+12nH++12n e-+4n H2O;2.24×105
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:80引用:5難度:0.6
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái),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(lái)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(cè)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(cè)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(duì)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(hào))。
    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(yáng)極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽(yáng)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(cè)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(kāi)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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