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CO2等溫室氣體的排放所帶來的溫室效應(yīng)已經(jīng)對(duì)人類的生存環(huán)境產(chǎn)生很大影響。CO2的利用也成為人們研究的熱點(diǎn)。以CO2和H2為原料合成甲醇技術(shù)獲得應(yīng)用。
(1)已知
CH3OH (g)+
3
2
O2(g)═CO2(g)+2H2O(l )△H1=-363kJ/mol
2H2(g)+O2(g)═2H2O(1)△H2=-571.6kJ/mol
H2O(1)═H2O(g)△H3=+44kJ/mol
則CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)的反應(yīng)熱△H=
-450.4kJ/mol
-450.4kJ/mol
。
(2)該反應(yīng)常在230~280℃、1.5MPa條件下進(jìn)行。采用催化劑主要組分為CuO-ZnO-Al2O3.催化劑活性組分為單質(zhì)銅,因此反應(yīng)前要通氫氣還原。寫出得到活性組分的反應(yīng)的化學(xué)方程式:
H2+CuO
Cu+H2O
H2+CuO
Cu+H2O
。使用不同催化劑時(shí),該反應(yīng)反應(yīng)熱△H
相同
相同
(填“相同”或“不同”)
(3)該反應(yīng)可以看作以下兩個(gè)反應(yīng)的疊加:
CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g),平衡常數(shù)K1;
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),平衡常數(shù)K2
則CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)K=
K1?K2
K1?K2
(用含K1、K2的代數(shù)式表示)
(4)反應(yīng)過程中,發(fā)現(xiàn)尾氣中總會(huì)含有一定濃度的CO,為了減少其濃度,可以采取的措施為
增大氫氣的濃度、分離出甲醇或水蒸氣等
增大氫氣的濃度、分離出甲醇或水蒸氣等
(寫一條即可)
(5)為了提高反應(yīng)速率,采取的措施可以有
ABD
ABD
。
A.使用高效催化劑  B.在較高壓強(qiáng)下進(jìn)行  C.降低壓強(qiáng)  D.充入高濃度CO2
(6)有人研究了用電化學(xué)方法把CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH,其原理如圖所示:

則圖中A電極接電源
負(fù)
負(fù)
極。已知B電極為惰性電極,則在水溶液中,該極的電極反應(yīng)為
2H2O-4e-=4H++O2
2H2O-4e-=4H++O2
。

【答案】-450.4kJ/mol;H2+CuO
Cu+H2O;相同;K1?K2;增大氫氣的濃度、分離出甲醇或水蒸氣等;ABD;負(fù);2H2O-4e-=4H++O2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:33引用:2難度:0.5
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(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(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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